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KR20220093983A - Storage device adjusting data rate and storage system including the same - Google Patents

Storage device adjusting data rate and storage system including the same Download PDF

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KR20220093983A
KR20220093983A KR1020200185209A KR20200185209A KR20220093983A KR 20220093983 A KR20220093983 A KR 20220093983A KR 1020200185209 A KR1020200185209 A KR 1020200185209A KR 20200185209 A KR20200185209 A KR 20200185209A KR 20220093983 A KR20220093983 A KR 20220093983A
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KR
South Korea
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host
data
data rate
storage device
ufs
Prior art date
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Application number
KR1020200185209A
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Korean (ko)
Inventor
김정수
노관우
서성호
정용우
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to US17/467,929 priority patent/US11782853B2/en
Priority to CN202111179244.7A priority patent/CN114694697A/en
Publication of KR20220093983A publication Critical patent/KR20220093983A/en
Priority to US18/446,670 priority patent/US12038857B2/en
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Abstract

본 개시의 기술적 사상에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은, 호스트로부터 데이터 전송률의 변경 요청을 포함하는 제1 비트 시퀀스를 입력 신호 핀을 통해 제1 데이터 전송률에 따라 수신하는 단계, 변경 요청에 대한 응답을 포함하는 제2 비트 시퀀스를 출력 신호 핀을 통해 상기 제1 데이터 전송률에 따라 호스트에 전송하는 단계 및 제2 비트 시퀀스의 종료를 나타내는 종료 비트의 출력 여부에 따라 데이터 전송률을 제2 데이터 전송률로 변경하는 단계를 포함한다.A method of operating a storage device according to the technical spirit of the present disclosure includes receiving a first bit sequence including a request for changing a data rate from a host according to a first data rate through an input signal pin, and receiving a response to the change request transmitting a second bit sequence including a second bit sequence to the host according to the first data rate through an output signal pin, and changing the data rate to a second data rate according to whether an end bit indicating the end of the second bit sequence is output includes steps.

Figure P1020200185209
Figure P1020200185209

Description

데이터 전송률을 조정하는 스토리지 장치 및 이를 포함하는 스토리지 시스템{STORAGE DEVICE ADJUSTING DATA RATE AND STORAGE SYSTEM INCLUDING THE SAME}STORAGE DEVICE ADJUSTING DATA RATE AND STORAGE SYSTEM INCLUDING THE SAME

본 개시의 기술적 사상은 스토리지 장치에 관한 것으로서, 자세하게는 데이터 전송률을 조정하는 스토리지 장치 및 이를 포함하는 스토리지 시스템에 관한 것이다.The technical idea of the present disclosure relates to a storage device, and more particularly, to a storage device for adjusting a data transfer rate and a storage system including the same.

스토리지 시스템은 호스트와 스토리지 장치로 구성된다. 호스트와 스토리지 장치는 UFS(universal flash storage), SATA(serial ATA), SCSI(small computer small interface), SAS(serial attached SCSI), eMMC(embedded MMC) 등과 같은 다양한 표준 인터페이스를 통해 연결된다. 스토리지 시스템이 모바일 장치에 사용되는 경우 호스트와 스토리지 장치 사이의 고속 동작이 매우 중요하며, 신속한 데이터 전송률의 변경이 요구될 수 있다.A storage system consists of a host and a storage device. The host and the storage device are connected through various standard interfaces such as universal flash storage (UFS), serial ATA (SATA), small computer small interface (SCSI), serial attached SCSI (SAS), and embedded MMC (eMMC). When a storage system is used in a mobile device, high-speed operation between the host and the storage device is very important, and a rapid change in data transfer rate may be required.

본 개시의 기술적 사상은, 고속 모드를 유지한 채 데이터 전송률을 조정할 수 있는 스토리지 장치, 스토리지 장치의 동작 방법 및 스토리지 장치를 포함하는 스토리지 시스템을 제공한다.SUMMARY The present disclosure provides a storage device capable of adjusting a data transfer rate while maintaining a high-speed mode, a method of operating the storage device, and a storage system including the storage device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 일 측면에 따른 스토리지 장치의 동작 방법은, 호스트로부터 데이터 전송률의 변경 요청을 포함하는 제1 비트 시퀀스를 입력 신호 핀을 통해 제1 데이터 전송률에 따라 수신하는 단계, 변경 요청에 대한 응답을 포함하는 제2 비트 시퀀스를 출력 신호 핀을 통해 상기 제1 데이터 전송률에 따라 호스트에 전송하는 단계 및 제2 비트 시퀀스의 종료를 나타내는 종료 비트의 출력 여부에 따라 데이터 전송률을 제2 데이터 전송률로 변경하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, in a method of operating a storage device according to an aspect of the present disclosure, a first bit sequence including a data rate change request is received from a host according to the first data rate through an input signal pin transmitting a second bit sequence including a response to the change request to the host according to the first data rate through an output signal pin, and data according to whether an end bit indicating the end of the second bit sequence is output and changing the data rate to a second data rate.

본 개시의 다른 측면에 따른 스토리지 시스템의 동작 방법은, 호스트가, 스토리지 장치에 데이터 전송률의 변경 요청을 포함하는 제1 비트 시퀀스를 제1 데이터 전송률에 따라 전송하는 단계, 스토리지 장치가, 호스트에 상기 변경 요청에 대응하는 응답을 포함하는 제2 비트 시퀀스를 상기 제1 데이터 전송률에 따라 전송하는 단계 및 제2 비트 시퀀스의 종료를 나타내는 종료 비트를 기초로, 호스트 및 스토리지 장치가 데이터 전송률을 변경하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present disclosure, a method of operating a storage system includes: transmitting, by a host, a first bit sequence including a data transfer rate change request to a storage device according to a first data transfer rate, by the storage device, to the host transmitting a second bit sequence including a response corresponding to a change request according to the first data rate, and based on an end bit indicating the end of the second bit sequence, the host and the storage device changing the data rate; includes

본 개시의 다른 측면에 따른 스토리지 장치는, 호스트로부터 수신되는 데이터가 저장되는 비휘발성 메모리, 비휘발성 메모리를 제어하는 장치 컨트롤러 및 호스트와 복수의 핀들로 연결되는 인터커넥트부를 포함하고, 인터커넥트부는, 호스트로부터 데이터 전송률의 변경 요청을 포함하는 제1 비트 시 퀀스를 제1 데이터 전송률에 따라 수신하고, 변경 요청에 대한 응답을 포함하는 제2 비트 시퀀스를 제1 데이터 전송률에 따라 호스트에 전송하고, 제2 비트 시퀀스의 종료를 나타내는 종료 비트의 출력 여부에 따라 데이터 전송률을 제2 데이터 전송률로 변경한다.A storage device according to another aspect of the present disclosure includes a non-volatile memory in which data received from a host is stored, a device controller controlling the non-volatile memory, and an interconnect unit connected to the host through a plurality of pins, wherein the interconnect unit includes: Receive a first bit sequence including a request for changing the data rate according to the first data rate, transmit a second bit sequence including a response to the change request to the host according to the first data rate, and the second bit The data rate is changed to the second data rate according to whether the end bit indicating the end of the sequence is output.

본 개시의 기술적 사상에 따라, 스토리지 장치는 고속 모드를 유지한 채 데이터 전송률을 변경함으로써 신속한 데이터 전송률의 변경을 수행할 수 있다.According to the spirit of the present disclosure, the storage device may change the data transfer rate quickly by changing the data transfer rate while maintaining the high-speed mode.

또한, 본 개시의 기술적 사상에 따라, 하나의 클럭 생성기를 사용하여 수신기 및 송신기를 구동하므로, 칩 사이즈가 감소될 수 있다.In addition, according to the spirit of the present disclosure, since a receiver and a transmitter are driven using one clock generator, a chip size can be reduced.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 스토리지 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 호스트와 스토리지 장치 사이의 인터페이스를 나타낸다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 클럭 생성기를 설명하는 블록도이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 호스트와 스토리지 장치 간의 링크 스타트업 동작 및 파워 모드 변경 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 개시의 실시 예에 따른 데이터 전송률의 조정을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 호스트의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 데이터 전송률 리셋 동작을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 데이터 전송률의 조정을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 데이터 전송률의 조정을 설명하는 도면이다.
도 11은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 호스트의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 12는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 UFS 시스템(1000)에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 14a 내지 14c는 UFS 카드의 폼 팩터에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 시스템(3000)을 나타내는 블록도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 UFS 장치에 적용될 수 있는 3D VNAND 구조에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 UFS 장치에 적용될 수 있는 B-VNAND 구조에 대해 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram illustrating a storage system according to an embodiment of the present disclosure.
2 illustrates an interface between a host and a storage device according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a block diagram illustrating a clock generator according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
4 is a flowchart illustrating a link startup operation and a power mode change operation between a host and a storage device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
5 is a diagram for explaining adjustment of a data rate according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a flowchart illustrating a method of operating a host according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
7 is a flowchart illustrating a method of operating a storage device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
8 is a diagram for explaining a data rate reset operation according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
9 is a diagram for explaining adjustment of a data rate according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
10 is a diagram for explaining adjustment of a data rate according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
11 is a flowchart illustrating a method of operating a host according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
12 is a flowchart illustrating a method of operating a storage device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
13 is a diagram for explaining the UFS system 1000 according to an embodiment of the present invention.
14A to 14C are diagrams for explaining a form factor of a UFS card.
15 is a block diagram illustrating a memory system 3000 according to an embodiment of the present disclosure.
16 is a diagram for explaining a 3D VNAND structure applicable to a UFS device according to an embodiment of the present invention.
17 is a diagram for explaining a B-VNAND structure applicable to a UFS device according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 스토리지 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 스토리지 시스템(10)은 스토리지 장치(100) 및 호스트(200)를 포함한다. 예를 들어, 스토리지 장치(100)와 호스트(200)는 UFS(Universal Flash Storage) 표준(standard)에서 정의된 인터페이스 규약에 따라 연결될 수 있고, 이에 따라, 스토리지 장치(100)는 UFS 장치일 수 있고, 호스트(200)는 UFS 호스트일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 스토리지 장치(100)와 호스트(200)는 다양한 표준 인터페이스들에 따라 연결될 수 있다.1 is a block diagram illustrating a storage system according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 1 , a storage system 10 includes a storage device 100 and a host 200 . For example, the storage device 100 and the host 200 may be connected according to an interface protocol defined in a UFS (Universal Flash Storage) standard, and accordingly, the storage device 100 may be a UFS device, and , the host 200 may be a UFS host. However, the present invention is not limited thereto, and the storage device 100 and the host 200 may be connected according to various standard interfaces.

호스트(200)는 인터커넥트부(210) 및 호스트 컨트롤러(220)를 포함할 수 있다. 호스트(200)는 스토리지 장치(100)에 대한 데이터 처리 동작, 예를 들어, 데이터 독출 동작 또는 데이터 기입 동작 등을 제어할 수 있다. 호스트(200)는 CPU(Central Processing Unit), 프로세서, 마이크로프로세서 또는 어플리케이션 프로세서(Application Processor, AP) 등과 같이 데이터를 처리할 수 있는 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 호스트(200)는 운영 체제(operating system, OS) 및/또는 다양한 응용 프로그램(application)을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 스토리지 시스템(10)은 모바일 장치에 포함될 수 있고, 호스트(200)는 어플리케이션 프로세서(AP)로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 호스트(200)는 시스템 온 칩(System-On-a-Chip, SoC)으로 구현될 수 있고, 이에 따라, 전자 장치에 내장될 수 있다. The host 200 may include an interconnect unit 210 and a host controller 220 . The host 200 may control a data processing operation for the storage device 100 , for example, a data read operation or a data write operation. The host 200 may refer to a data processing device capable of processing data, such as a central processing unit (CPU), a processor, a microprocessor, or an application processor (AP). The host 200 may execute an operating system (OS) and/or various applications. In an embodiment, the storage system 10 may be included in a mobile device, and the host 200 may be implemented as an application processor (AP). In an embodiment, the host 200 may be implemented as a system-on-a-chip (SoC), and accordingly, may be embedded in an electronic device.

스토리지 장치(100)는 인터커넥트부(110), 장치 컨트롤러(120) 및 비휘발성 메모리(130)를 포함할 수 있다. 장치 컨트롤러(120)는 호스트(200)로부터의 기입 요청에 응답하여 비휘발성 메모리(130)에 데이터를 기입하도록 비휘발성 메모리(130)를 제어하거나, 또는 호스트(200)로부터의 독출 요청에 응답하여 비휘발성 메모리(130)에 저장된 데이터를 독출하도록 비휘발성 메모리(130)를 제어할 수 있다. 비휘발성 메모리(130)는 복수의 메모리 셀들을 포함할 수 있는데, 예를 들어, 복수의 메모리 셀들은 플래쉬 메모리 셀들일 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 메모리 셀들은 낸드(NAND) 플래쉬 메모리 셀들일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다른 실시예에서, 복수의 메모리 셀들은 ReRAM(resistive RAM), PRAM(phase change RAM) 또는 MRAM(magnetic RAM)과 같은 저항형 메모리 셀들일 수 있다.The storage device 100 may include an interconnect unit 110 , a device controller 120 , and a nonvolatile memory 130 . The device controller 120 controls the nonvolatile memory 130 to write data to the nonvolatile memory 130 in response to a write request from the host 200 , or in response to a read request from the host 200 . The nonvolatile memory 130 may be controlled to read data stored in the nonvolatile memory 130 . The nonvolatile memory 130 may include a plurality of memory cells, for example, the plurality of memory cells may be flash memory cells. In an embodiment, the plurality of memory cells may be NAND flash memory cells. However, the present invention is not limited thereto, and in another embodiment, the plurality of memory cells may be resistive memory cells such as resistive RAM (ReRAM), phase change RAM (PRAM), or magnetic RAM (MRAM).

아울러, 도 1에서는 인터커넥트부(110)와 장치 컨트롤러(120)가 서로 구별되는 구성인 것으로 도시되어 있지만, 장치 컨트롤러(120)는 인터커넥트부(110)를 포함하는 개념일 수 있으며, 이와 같은 점은 도 1 외의 뒤에서 설명될 다른 도면들에 대해서도 같다. 예컨대, 장치 컨트롤러(120)가 하나의 패키지 칩(package chip)으로 구현될 때, 인터커넥트부(110) 역시 상기 패키지 칩에 함께 구현될 수 있다.In addition, although the interconnect unit 110 and the device controller 120 are illustrated as having separate configurations in FIG. 1 , the device controller 120 may be a concept including the interconnect unit 110, and such a point is The same applies to other drawings that will be described later in addition to FIG. 1 . For example, when the device controller 120 is implemented as a single package chip, the interconnect unit 110 may also be implemented in the package chip.

호스트(200)는 제1 핀(P1a)을 포함할 수 있고, 스토리지 장치(100)는 제1 핀(P1a)에 연결되도록 구성된 제1 핀(P1a')을 포함할 수 있다. 제1 핀들(P1a, P1a')은 클럭 신호 핀으로 지칭될 수 있다. 스토리지 장치(100)는 제1 핀(P1a')을 통해 호스트(200)로부터 기준 클럭 신호(REF_CLK)를 수신할 수 있다.The host 200 may include a first pin P1a, and the storage device 100 may include a first pin P1a' configured to be connected to the first pin P1a. The first pins P1a and P1a' may be referred to as clock signal pins. The storage device 100 may receive the reference clock signal REF_CLK from the host 200 through the first pin P1a ′.

호스트(200)는 제2 핀들(P2a, P2b)을 포함할 수 있고, 스토리지 장치(100)는 제2 핀들(P2a, P2b)에 각각 연결되도록 구성된 제2 핀들(P2a', P2b')을 포함할 수 있다. 스토리지 장치(100)는 제2 핀들(P2a', P2b')을 통해 호스트(200)로부터 입력 신호, 예를 들어, 차동(differential) 입력 신호(DIN_t, DIN_c)를 수신할 수 있다. 이에 따라, 제2 핀들(P2a', P2b')은 "입력 신호 핀들"이라고 지칭될 수 있고, 차동 입력 신호(DIN_t, DIN_c)가 전송되는 신호 라인들은 수신 레인을 구성할 수 있다. 예를 들어, 제2 핀(P2a')은 "포지티브 입력 신호 핀"이라고 지칭될 수 있고, 제2 핀(P2b')은 "네거티브 입력 신호 핀"이라고 지칭될 수 있다.The host 200 may include second pins P2a and P2b, and the storage device 100 includes second pins P2a' and P2b' configured to be respectively connected to the second pins P2a and P2b. can do. The storage device 100 may receive an input signal, eg, differential input signals DIN_t and DIN_c, from the host 200 through the second pins P2a' and P2b'. Accordingly, the second pins P2a' and P2b' may be referred to as "input signal pins", and signal lines through which the differential input signals DIN_t and DIN_c are transmitted may constitute a reception lane. For example, the second pin P2a' may be referred to as a "positive input signal pin", and the second pin P2b' may be referred to as a "negative input signal pin".

또한, 호스트(200)는 제3 핀들(P3a, P3b)을 더 포함할 수 있고, 스토리지 장치(100)는 제3 핀들(P3a, P3b)에 각각 연결되도록 구성된 제3 핀들(P3a', P3b')을 더 포함할 수 있다. 스토리지 장치(100)는 제3 핀들(P3a', P3b')을 통해 호스트(200)로 출력 신호, 예를 들어, 차동 출력 신호(DOUT_t, DOUT_c)를 전송할 수 있다. 이에 따라, 제3 핀들(P3a', P3b')은 "출력 신호 핀들"이라고 지칭될 수 있고, 차동 출력 신호(DOUT_t, DOUT_c)가 전송되는 신호 라인들은 송신 레인을 구성할 수 있다. 예를 들어, 제3 핀(P3a')은 "포지티브 출력 신호 핀"이라고 지칭될 수 있고, 제3 핀(P2b')은 "네거티브 출력 신호 핀"이라고 지칭될 수 있다.Also, the host 200 may further include third pins P3a and P3b, and the storage device 100 includes third pins P3a' and P3b' configured to be respectively connected to the third pins P3a and P3b. ) may be further included. The storage device 100 may transmit an output signal, for example, the differential output signals DOUT_t and DOUT_c, to the host 200 through the third pins P3a' and P3b'. Accordingly, the third pins P3a' and P3b' may be referred to as "output signal pins", and signal lines to which the differential output signals DOUT_t and DOUT_c are transmitted may constitute a transmission lane. For example, the third pin P3a' may be referred to as a "positive output signal pin", and the third pin P2b' may be referred to as a "negative output signal pin".

호스트(200)는 클럭 생성기(213)를 포함할 수 있다. 클럭 생성기(213)는 기준 클럭 신호(REF_CLK)를 생성하고, 기준 클럭 신호(REF_CLK)를 기초로 데이터 전송에 사용되는 내부 클럭 신호를 생성할 수 있다. 클럭 생성기(213)는 기준 클럭 신호 또는 내부 클럭 신호의 주파수를 변경함으로써 데이터 전송률을 조정할 수 있다. 클럭 생성기(213)는 도 3을 통해 상세히 후술될 수 있다.The host 200 may include a clock generator 213 . The clock generator 213 may generate a reference clock signal REF_CLK and generate an internal clock signal used for data transmission based on the reference clock signal REF_CLK. The clock generator 213 may adjust the data rate by changing the frequency of the reference clock signal or the internal clock signal. The clock generator 213 may be described in detail later with reference to FIG. 3 .

호스트(200)는 종료 비트(Tail-Of-Burst, TOB) 검출기(221)를 더 포함할 수 있다. 도 1에서는, 종료 비트 검출기(221)는 호스트 컨트롤러(220)에 포함되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 종료 비트 검출기(221)는 인터커넥트부(210)에 포함될 수도 있다. 종료 비트 검출기(221)는 제3 핀들(P3a, P3b)을 통해 수신되는 비트 시퀀스의 종료 비트를 검출할 수 있다. 비트 시퀀스는 버스트로 지칭될 수도 있고, 종료 비트는 테일-오브-버스트(Tail-Of-Burst, TOB)로 지칭될 수도 있다. 호스트 컨트롤러(220)는 파워 모드 변경에 대한 요청을 스토리지 장치(100)에 전송할 수 있다. 파워 모드 변경에 대한 요청은 파워 모드 변경 요청(PWR_req)으로 지칭될 수 있다. 파워 모드는 고속 모드 및 저속 모드를 포함할 수 있고, 고속 모드 및 저속 모드에서 복수의 데이터 전송률이 설정될 수 있다. 호스트 컨트롤러(220)는 파워 모드 변경 요청(PWR_req)을 통해 고속 모드 및 저속 모드 간의 변경 뿐만 아니라, 데이터 전송률의 변경을 요청할 수도 있다. 호스트 컨트롤러(220)는, 스토리지 장치(100)로부터 파워 모드 변경에 대한 응답을 수신할 수 있다. 파워 모드 변경에 대한 응답은 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)으로 지칭될 수 있다. 호스트 컨트롤러(220)는 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 포함하는 버스트의 종료 비트가 수신되면, 데이터 전송률이 조정되도록 클럭 생성기(213)를 제어할 수 있다. 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 포함하는 버스트의 종료 비트는 종료 비트 검출기(221)에 의해 검출될 수 있다. The host 200 may further include a tail-of-burst (TOB) detector 221 . In FIG. 1 , the end bit detector 221 is illustrated as being included in the host controller 220 , but the present invention is not limited thereto, and the end bit detector 221 may be included in the interconnect unit 210 . The end bit detector 221 may detect the end bit of the bit sequence received through the third pins P3a and P3b. A bit sequence may be referred to as a burst, and the end bit may be referred to as a Tail-Of-Burst (TOB). The host controller 220 may transmit a request to change the power mode to the storage device 100 . The request for power mode change may be referred to as a power mode change request (PWR_req). The power mode may include a high-speed mode and a low-speed mode, and a plurality of data rates may be set in the high-speed mode and the low-speed mode. The host controller 220 may request not only to change between the high-speed mode and the low-speed mode but also to change the data rate through the power mode change request PWR_req. The host controller 220 may receive a response to the power mode change from the storage device 100 . The response to the power mode change may be referred to as a power mode change response (PWR_cnf). When the end bit of the burst including the power mode change response PWR_cnf is received, the host controller 220 may control the clock generator 213 to adjust the data rate. The end bit of the burst including the power mode change response PWR_cnf may be detected by the end bit detector 221 .

스토리지 장치(100)는 클럭 생성기(113)를 포함할 수 있다. 클럭 생성기(113)는 클럭 신호 핀(P1a')을 통해 수신되는 기준 클럭 신호(REF_CLK)를 기초로 데이터 전송에 사용되는 내부 클럭 신호를 생성할 수 있다. 클럭 생성기(113)는 내부 클럭 신호의 주파수를 변경함으로써 데이터 전송률을 조정할 수 있다. 클럭 생성기(113)는 도 3을 통해 상세히 후술될 수 있다.The storage device 100 may include a clock generator 113 . The clock generator 113 may generate an internal clock signal used for data transmission based on the reference clock signal REF_CLK received through the clock signal pin P1a'. The clock generator 113 may adjust the data rate by changing the frequency of the internal clock signal. The clock generator 113 may be described later in detail with reference to FIG. 3 .

스토리지 장치(100)는 종료 비트(Tail-Of-Burst, TOB) 검출기(121)를 더 포함할 수 있다. 도 1에서는, 종료 비트 검출기(121)는 장치 컨트롤러(120)에 포함되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 종료 비트 검출기(121)는 인터커넥트부(110)에 포함될 수도 있다. 종료 비트 검출기(121)는 제2 핀들(P2a', P2b')을 통해 수신되는 버스트의 종료 비트를 검출할 수 있다. 인터커넥트부(110)는 파워 모드 변경 요청(PWR_req)을 포함하는 버스트의 종료 비트가 TOB 검출기(121)에 의해 검출되면, 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 포함하는 버스트의 종료 비트를 제3 핀들(P3a', P3b')을 통해 전송할 수 있다. 인터커넥트부(110)는 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 포함하는 버스트의 종료 비트가 전송되면, 데이터 전송률이 조정되도록 클럭 생성기(113)를 제어할 수 있다.The storage device 100 may further include a tail-of-burst (TOB) detector 121 . In FIG. 1 , the end bit detector 121 is illustrated as being included in the device controller 120 , but the present invention is not limited thereto, and the end bit detector 121 may be included in the interconnect unit 110 . The end bit detector 121 may detect the end bit of the burst received through the second pins P2a' and P2b'. When the end bit of the burst including the power mode change request (PWR_req) is detected by the TOB detector 121, the interconnect unit 110 transmits the end bit of the burst including the power mode change response (PWR_cnf) to the third pins ( P3a', P3b'). When the end bit of the burst including the power mode change response PWR_cnf is transmitted, the interconnect unit 110 may control the clock generator 113 to adjust the data rate.

인터커넥트부들(110, 210)은 호스트(200)와 스토리지 장치(100) 사이에서 데이터를 교환하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 인터커넥트부(110)는 물리 계층(physical layer, PL)(111) 및 링크 계층(link layer, LL)(112)을 포함할 수 있고, 물리 계층(111)은 제1 내지 제3 핀들(P1a', P2a', P2b', P3a', P3b')에 연결될 수 있다. 마찬가지로, 인터커넥트부(210)도 물리 계층(211) 및 링크 계층(212)을 포함할 수 있고, 물리 계층(211)은 제1 내지 제3 핀들(P1a, P2a, P2b, P3a, P3b)에 연결될 수 있다. 각 물리 계층(111, 211)은 호스트(200)와 스토리지 장치(100) 사이에서 데이터를 교환하기 위한 물리적 구성들을 포함할 수 있고, 예를 들어, 적어도 하나의 송신기(transmitter) 및 적어도 하나의 수신기(receiver) 등을 포함할 수 있다. 호스트 송신기(HOST TX)는 제2 핀들(P2a, P2b)을 포함하도록 구성될 수 있고, 호스트 수신기(HOST RX)는 제3 핀들(P3a, P3b)을 포함하도록 구성될 수 있다. 장치 송신기(DEVICE TX)는 제3 핀들(P3a', P3b')을 포함하도록 구성될 수 있고, 장치 수신기(DEVICE RX)는 제2 핀들(P2a', P2b')을 포함하도록 구성될 수 있다. 각 링크 계층(112, 212)은 데이터의 전송 및 조합(Composition)을 관리할 수 있고, 데이터의 무결성(Integrity) 및 오류(Error)를 관리할 수도 있다.The interconnect units 110 and 210 may provide an interface for exchanging data between the host 200 and the storage device 100 . In an embodiment, the interconnect unit 110 may include a physical layer (PL) 111 and a link layer (LL) 112 , and the physical layer 111 includes first to second It may be connected to the 3 pins P1a', P2a', P2b', P3a', and P3b'. Similarly, the interconnect unit 210 may also include a physical layer 211 and a link layer 212 , and the physical layer 211 is to be connected to the first to third pins P1a, P2a, P2b, P3a, and P3b. can Each of the physical layers 111 and 211 may include physical components for exchanging data between the host 200 and the storage device 100 , for example, at least one transmitter and at least one receiver. (receiver) and the like. The host transmitter HOST TX may be configured to include second pins P2a and P2b, and the host receiver HOST RX may be configured to include third pins P3a and P3b. The device transmitter DEVICE TX may be configured to include third pins P3a' and P3b', and the device receiver DEVICE RX may be configured to include second pins P2a' and P2b'. Each of the link layers 112 and 212 may manage data transmission and composition, and may manage data integrity and error.

송신기(TX) 및 수신기(RX)는 클럭 생성기(213, 113)로부터 기준 클럭 신호를 수신하고, 기준 클럭 신호에 따라 데이터를 송/수신할 수 있다. 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 호스트(200)는 스토리지 장치(100)로부터 버스트의 종료 비트가 수신된 이후에 데이터 전송률을 조정함으로써, 전송 중인 데이터에 오류가 발생하는 상황을 방지할 수 있다. 또한, 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 호스트(200)는 하나의 클럭 생성기(213)를 사용하여 호스트 송신기(HOST TX) 및 호스트 수신기(HOST RX)를 구동할 수 있으므로, 송/수신기 별로 클럭 생성기가 구비되는 경우와 비교할 때 스토리지 시스템(10)의 사이즈가 감소될 수 있다.The transmitter TX and the receiver RX may receive a reference clock signal from the clock generators 213 and 113 and transmit/receive data according to the reference clock signal. The host 200 according to an exemplary embodiment of the present disclosure may prevent a situation in which an error occurs in the data being transmitted by adjusting the data rate after the end bit of the burst is received from the storage device 100 . In addition, since the host 200 according to an exemplary embodiment of the present disclosure can drive the host transmitter (HOST TX) and the host receiver (HOST RX) using one clock generator 213, clocks for each transmitter/receiver The size of the storage system 10 may be reduced compared to a case in which the generator is provided.

본 개시의 예시적 실시 예에 따른 스토리지 장치(100)는 호스트(200)에 버스트의 종료 비트를 출력한 이후에 데이터 전송률을 조정함으로써, 전송 중인 데이터에 오류가 발생하는 상황을 방지할 수 있다. 또한, 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 스토리지 장치(100)는 하나의 클럭 생성기(113)를 사용하여 장치 송신기(DEVICE TX) 및 장치 수신기(DEVICE RX)를 구동할 수 있으므로, 송/수신기 별로 클럭 생성기가 구비되는 경우와 비교할 때 스토리지 시스템(10)의 사이즈가 감소될 수 있다.The storage device 100 according to an exemplary embodiment of the present disclosure may prevent an error in data being transmitted by adjusting the data transfer rate after outputting the burst end bit to the host 200 . In addition, since the storage device 100 according to an exemplary embodiment of the present disclosure may drive the device transmitter (DEVICE TX) and the device receiver (DEVICE RX) using one clock generator 113, each transmitter/receiver Compared to a case in which the clock generator is provided, the size of the storage system 10 may be reduced.

일 실시예에서, 스토리지 시스템(10)이 모바일 장치인 경우, 링크 계층들(112, 212)은 "UniPro" 스펙에 의해 정의될 수 있고, 물리 계층들(111, 211)은 "M-PHY" 스펙에 의해 정의될 수 있다. UniPro 및 M-PHY는 MIPI(Mobile Industry Processor Interface) 연합(Alliance)에 의해 제안된 인터페이스 규약이다. 이때, 링크 계층들(112, 212)은 물리 적응 계층(Physical Adapted Layer)을 각각 포함할 수 있다. 물리 적응 계층은 데이터의 심볼을 관리하거나 전력을 관리하는 등 물리 계층들(111, 211)을 제어할 수 있다.In one embodiment, where storage system 10 is a mobile device, link layers 112 and 212 may be defined by the "UniPro" specification, and physical layers 111 and 211 may be defined as "M-PHY". It can be defined by the specification. UniPro and M-PHY are interface protocols proposed by the Mobile Industry Processor Interface (MIPI) Alliance. In this case, the link layers 112 and 212 may include a Physical Adapted Layer, respectively. The physical adaptation layer may control the physical layers 111 and 211, such as managing data symbols or managing power.

일부 실시예들에서, 스토리지 장치(100)는 디램리스(DRAMless) 장치로 구현될 수 있고, 디램리스 장치는 DRAM 캐시를 포함하지 않는 장치를 지칭할 수 있다. 이때, 장치 컨트롤러(120)는 DRAM 컨트롤러를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 스토리지 장치(100)는 비휘발성 메모리(130)의 일부 영역을 버퍼 메모리로 이용할 수 있다.In some embodiments, the storage device 100 may be implemented as a DRAMless device, and the DRAMless device may refer to a device that does not include a DRAM cache. In this case, the device controller 120 may not include a DRAM controller. For example, the storage device 100 may use a partial area of the nonvolatile memory 130 as a buffer memory.

일부 실시예들에서, 스토리지 장치(100)는 전자 장치에 내장되는(embedded) 내장(internal) 메모리일 수 있다. 예를 들어, 스토리지 장치(100)는 임베디드 UFS 메모리 장치, eMMC(embedded Multi-Media Card), 또는 SSD(Solid State Drive)일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 스토리지 장치(100)는 비휘발성 메모리(예를 들면, OTPROM(One Time Programmable ROM), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable and Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), Mask ROM, Flash ROM 등)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 스토리지 장치(100)는 전자 장치에 착탈 가능한 외장(external) 메모리일 수 있다. 예를 들어, 스토리지 장치(100)는 UFS 메모리 카드, CF(Compact Flash), SD(Secure Digital), Micro-SD(Micro Secure Digital), Mini-SD(Mini Secure Digital), xD(extreme Digital) 및 Memory Stick 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In some embodiments, the storage device 100 may be an internal memory embedded in an electronic device. For example, the storage device 100 may be an embedded UFS memory device, an embedded Multi-Media Card (eMMC), or a solid state drive (SSD). However, the present invention is not limited thereto, and the storage device 100 includes a non-volatile memory (eg, One Time Programmable ROM (OTPROM), Programmable ROM (PROM), Erasable and Programmable ROM (EPROM), and Electrically Erasable ROM (EEPROM)). and Programmable ROM), Mask ROM, Flash ROM, etc.). In some embodiments, the storage device 100 may be an external memory that is detachable from the electronic device. For example, the storage device 100 may include a UFS memory card, Compact Flash (CF), Secure Digital (SD), Micro-SD (Micro Secure Digital), Mini-SD (Mini Secure Digital), xD (extreme Digital) and It may include at least one of "Memory Stick".

스토리지 시스템(10)은 예를 들어, PC(personal computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 이동 전화기, 스마트폰(smartphone), 태블릿(tablet) PC, PDA(personal digital assistant), EDA(enterprise digital assistant), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 오디오 장치(audio device), PMP(portable multimedia player), PND(personal navigation device 또는 portable navigation device), MP3 플레이어, 휴대용 게임 콘솔(handheld game console), 또는 e-북(e-book) 등과 같은 전자 장치로 구현될 수 있다. 또한, 스토리지 시스템(10)은 예를 들어, 손목 시계 또는 HMD(Head-Mounted Display)와 같은 웨어러블 기기(Wearable device) 등과 같은 다양한 유형의 전자 장치로 구현될 수도 있다.The storage system 10 is, for example, a personal computer (PC), a laptop computer, a mobile phone, a smartphone, a tablet PC, a personal digital assistant (PDA), an enterprise digital assistant (EDA). ), digital still camera, digital video camera, audio device, PMP (portable multimedia player), PND (personal navigation device or portable navigation device), MP3 player, portable game It may be implemented as an electronic device such as a handheld game console or an e-book. Also, the storage system 10 may be implemented as various types of electronic devices, such as a wrist watch or a wearable device such as a head-mounted display (HMD).

이하에서는, 도 2를 참조하여 호스트(200)와 스토리지 장치(100) 사이의 인터페이스에 대해 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, an interface between the host 200 and the storage device 100 will be described in detail with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 호스트와 스토리지 장치 사이의 인터페이스(20)를 나타낸다.2 illustrates an interface 20 between a host and a storage device according to an embodiment of the present disclosure.

도 2를 참조하면, 인터페이스(20)는 호스트 컨트롤러(220)와 장치 컨트롤러(120) 사이의 링크(link)(300)를 포함할 수 있고, 링크(300)는 복수의 레인들(lanes)(310, 320, 330)을 포함할 수 있다. 링크(300)는 각 방향에 대응하는 적어도 하나의 레인을 포함할 수 있으며, 각 방향의 레인들의 수는 대칭적일 필요는 없다. 예를 들어, 링크(300)는 호스트 컨트롤러(220)에서 장치 컨트롤러(120)로의 제1 방향에 대응하는 두 개의 레인들(310, 320) 및 장치 컨트롤러(120)에서 호스트 컨트롤러(220)로의 제2 방향에 대응하는 하나의 레인(330)을 포함할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 방향에 대응하는 두 개의 레인들(310, 320)은 제1 서브 링크를 구성하고, 제2 방향에 대응하는 하나의 레인(330)은 제2 서브 링크를 구성할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the interface 20 may include a link 300 between the host controller 220 and the device controller 120 , and the link 300 includes a plurality of lanes ( 310, 320, 330) may be included. The link 300 may include at least one lane corresponding to each direction, and the number of lanes in each direction need not be symmetrical. For example, the link 300 includes two lanes 310 and 320 corresponding to a first direction from the host controller 220 to the device controller 120 and a second direction from the device controller 120 to the host controller 220 . One lane 330 corresponding to two directions may be included, but the present invention is not limited thereto. For example, two lanes 310 and 320 corresponding to the first direction may constitute a first sub-link, and one lane 330 corresponding to the second direction may constitute a second sub-link. .

인터페이스(20)는 복수의 레인들을 지원할 수 있다. 각 레인(310, 320, 330)은 단방향(unidirectional), 싱글-시그널(single-signal), 정보를 실어 나르는 전송 채널(transmission channel)이다. 예를 들어, 레인(320)은 송신기(TX1), 수신기(RX1), 그리고 송신기(TX1)와 수신기(RX1) 사이를 포인트-투-포인트 인터컨넥트하는 라인(LINE)으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 송신기(TX1)는 차동 신호의 포지티브 노드에 대응하는 핀(TXDP) 및 차동 신호의 네거티브 노드에 대응하는 핀(TXDN)에 연결될 수 있고, 수신기(RX1)는 차동 신호의 포지티브 노드에 대응하는 핀(RXDP) 및 차동 신호의 네거티브 노드에 대응하는 핀(RXDN)에 연결될 수 있다. 라인(LINE)은 송신기(TX1) 및 수신기(RX1)의 핀들(TXDP와 RXDP, TXDN과 RXDN)을 연결하는 2개의 차동적으로 라우팅된 와이어들로 구성되며, 이들 와이어들은 전송 라인들에 대응할 수 있다.The interface 20 may support a plurality of lanes. Each of the lanes 310 , 320 , and 330 is a unidirectional, single-signal, and a transmission channel carrying information. For example, the lane 320 may include a transmitter TX1 , a receiver RX1 , and a line LINE for point-to-point interconnection between the transmitter TX1 and the receiver RX1 . For example, the transmitter TX1 may be connected to a pin TXDP corresponding to a positive node of the differential signal and a pin TXDN corresponding to a negative node of the differential signal, and the receiver RX1 may be connected to a positive node of the differential signal. It may be connected to a corresponding pin RXDP and a pin RXDN corresponding to a negative node of the differential signal. Line LINE consists of two differentially routed wires connecting the pins TXDP and RXDP, TXDN and RXDN of transmitter TX1 and receiver RX1, these wires can correspond to transmission lines have.

링크(300)는 양방향 데이터 전송 기능을 제공하는 레인 관리부들(340, 350)을 더 포함할 수 있다. 도 2에는 레인 관리부(350)와 호스트 컨트롤러(220)가 분리되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 레인 관리부(350)는 호스트 컨트롤러(220)에 포함될 수 있다. 마찬가지로, 도 2에는 레인 관리부(340)와 장치 컨트롤러(120)가 분리되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 레인 관리부(340)는 장치 컨트롤러(120)에 포함될 수 있다.The link 300 may further include lane managers 340 and 350 that provide a bidirectional data transmission function. Although FIG. 2 illustrates that the lane manager 350 and the host controller 220 are separated, the present invention is not limited thereto, and the lane manager 350 may be included in the host controller 220 . Similarly, although FIG. 2 illustrates that the lane manager 340 and the device controller 120 are separated, the present invention is not limited thereto, and the lane manager 340 may be included in the device controller 120 .

도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 호스트(200)의 인터커넥트부(210)에 포함된 송신기와 스토리지 장치(100)의 인터커넥트부(110)에 포함된 수신기는 하나의 레인을 형성한다. 그런데, 호스트(200)의 인터커넥트부(210)에 포함된 송신기 및 수신기의 개수는 스토리지 장치(100)의 인터커넥트부(110)에 포함된 송신기 및 수신기의 개수와 다를 수 있다. 또한, 호스트(200)의 성능(capability)은 스토리지 장치(100)의 성능과 다를 수 있다. 따라서, 호스트(200) 및 스토리지 장치(100)는 물리적으로 연결된 레인을 인식하고 상대방 장치의 정보를 제공받기 위한 처리를 수행한다. 이에 따라, 호스트(200) 및 스토리지 장치(100)는 데이터를 교환하기 전에, 링크 스타트업 처리를 수행한다. 링크 스타트업 처리를 수행함으로써, 호스트(200)와 스토리지 장치(100)는 송신기 및 수신기의 개수에 관한 정보, 물리적으로 연결된 레인에 관한 정보, 상대방 장치의 성능 등에 관한 정보 등을 서로 교환하고 인식할 수 있다. 링크 스타트업 처리가 완료된 후, 호스트(200)와 스토리지 장치(100)는 서로 안정적으로 데이터를 교환할 수 있는 링크업 상태(linkup state)로 설정된다. 링크 스타트업 처리는 스토리지 시스템(10)이 처음 사용될 때 수행되는 초기화 작동 또는 스토리지 시스템(10)의 부팅 작동 중에 수행될 수 있다. 나아가, 링크 스타트업 처리는 링크업 상태의 오류를 복구(recovery)하는 작동 중에도 수행될 수 있다. 링크 스타트업에 대해 도 4를 참조하여 상세히 후술될 수 있다. 1 and 2 together, the transmitter included in the interconnect unit 210 of the host 200 and the receiver included in the interconnect unit 110 of the storage device 100 form one lane. However, the number of transmitters and receivers included in the interconnect unit 210 of the host 200 may be different from the number of transmitters and receivers included in the interconnect unit 110 of the storage device 100 . Also, the capability of the host 200 may be different from that of the storage device 100 . Accordingly, the host 200 and the storage device 100 recognize a physically connected lane and perform a process for receiving information from the counterpart device. Accordingly, the host 200 and the storage device 100 perform link startup processing before exchanging data. By performing link start-up processing, the host 200 and the storage device 100 exchange and recognize information on the number of transmitters and receivers, information on physically connected lanes, information on the performance of the counterpart device, etc. can After the link start-up process is completed, the host 200 and the storage device 100 are set to a linkup state in which data can be stably exchanged with each other. The link startup process may be performed during an initialization operation performed when the storage system 10 is used for the first time or a boot operation of the storage system 10 . Furthermore, the link start-up process may be performed during an operation of recovering an error in the link-up state. Link startup may be described later in detail with reference to FIG. 4 .

도 3은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 클럭 생성기를 설명하는 블록도이다. 클럭 생성기(40)는 도 1의 클럭 생성기(213 또는 113)의 일 구현 예일 수 있다. 클럭 생성기(40)는 위상 고정 루프(Phase Locked Loop) 회로일 수 있다. 클럭 생성기(40)가 스토리지 장치(100)에 포함되는 클럭 생성기(113)의 일 구현 예인 경우, 기준 클럭 신호(REF_CLK)를 생성하는 오실레이터(410)는 생략될 수 있고, 기준 클럭 신호(REF_CLK)는 호스트(200)로부터 수신되는 것으로 이해될 수 있다.3 is a block diagram illustrating a clock generator according to an exemplary embodiment of the present disclosure. The clock generator 40 may be an implementation example of the clock generator 213 or 113 of FIG. 1 . The clock generator 40 may be a phase locked loop circuit. When the clock generator 40 is an implementation example of the clock generator 113 included in the storage device 100 , the oscillator 410 generating the reference clock signal REF_CLK may be omitted, and the reference clock signal REF_CLK may be omitted. may be understood to be received from the host 200 .

클럭 생성기(40)는 기준 클럭 신호(REF_CLK)를 기초로 내부 클럭 신호(INT_CLK)를 생성할 수 있다. 송신기(TX)(50) 및 수신기(RX)(60)는 내부 클럭 신호(INT_CLK)에 동기화하여 데이터를 송/수신할 수 있다. 송신기(TX)(50) 및 수신기(RX)(60)는 도 2에 도시된 송신기(TX) 및 수신기(RX)의 일 예일 수 있다. 클럭 생성기(40)는 오실레이터(410), 위상/주파수 검출기(420), 차지 펌프(430), 루프 필터(440), 전압 제어 오실레이터(Voltage Controlled Oscillator, VCO)(450), 분주기(460)를 포함할 수 있다.The clock generator 40 may generate an internal clock signal INT_CLK based on the reference clock signal REF_CLK. The transmitter (TX) 50 and the receiver (RX) 60 may transmit/receive data in synchronization with the internal clock signal INT_CLK. Transmitter (TX) 50 and receiver (RX) 60 may be an example of the transmitter (TX) and receiver (RX) shown in FIG. 2 . The clock generator 40 includes an oscillator 410 , a phase/frequency detector 420 , a charge pump 430 , a loop filter 440 , a voltage controlled oscillator (VCO) 450 , and a divider 460 . may include

오실레이터(410)는 공정, 전압, 온도의 변동에 무관하게 일정한 주파수를 갖는 기준 클럭 신호(REF_CLK)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 기준 클럭 신호(REF_CLK)의 주파수는 19.2MHz, 26MHz, 38.4MHz 및 52MHz의 네 개의 값 중 하나일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.The oscillator 410 may generate the reference clock signal REF_CLK having a constant frequency regardless of variations in process, voltage, and temperature. For example, the frequency of the reference clock signal REF_CLK may be one of four values of 19.2 MHz, 26 MHz, 38.4 MHz, and 52 MHz, but is not limited thereto.

위상/주파수 검출기(420)는 기준 클럭 신호(REF_CLK) 및 분주기(460)로부터 수신되는 피드백 신호를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 기준 클럭 신호(REF_CLK) 및 피드백 신호의 위상 차를 나타내는 신호를 출력할 수 있다.The phase/frequency detector 420 compares the reference clock signal REF_CLK and the feedback signal received from the divider 460, and based on the comparison result, a signal representing the phase difference between the reference clock signal REF_CLK and the feedback signal can be printed out.

차지 펌프(430)는 위상/주파수 검출기(420)로부터 수신되는 신호에 기초하여 전하를 저장하거나 방전시킬 수 있다. 루프 필터(440)는 저역 통과 필터(Low Pass Filter)로 동작함으로써 노이즈 주파수를 제거하는 역할을 수행할 수 있다.The charge pump 430 may store or discharge charges based on a signal received from the phase/frequency detector 420 . The loop filter 440 may serve to remove noise frequencies by operating as a low pass filter.

VCO(450)는 루프 필터(440)로부터 수신되는 전압을 기초로 내부 클럭 신호(INT_CLK)의 주파수를 제어할 수 있다. 예시적으로, VCO(450)는 양의 전압을 수신함으로써 내부 클럭 신호(INT_CLK)의 주파수를 상승시킬 수 있다. VCO(450)는 음의 전압을 수신함으로써 내부 클럭 신호(INT_CLK)의 주파수를 하강시킬 수 있다.The VCO 450 may control the frequency of the internal clock signal INT_CLK based on the voltage received from the loop filter 440 . For example, the VCO 450 may increase the frequency of the internal clock signal INT_CLK by receiving a positive voltage. The VCO 450 may decrease the frequency of the internal clock signal INT_CLK by receiving a negative voltage.

분주기(460)는 분주비에 따라 내부 클럭 신호(INT_CLK)를 카운트하고, 키운트된 신호를 피드백 신호로서 위상/주파수 검출기(420)에 제공할 수 있다. 도 3은 하나의 분주기(460)를 도시하고 있으나, 클럭 생성기(400)는 서로 다른 분주비를 갖는 복수의 분주기들을 포함할 수 있다.The divider 460 may count the internal clock signal INT_CLK according to the division ratio, and may provide the counted signal to the phase/frequency detector 420 as a feedback signal. 3 illustrates one divider 460, the clock generator 400 may include a plurality of dividers having different division ratios.

도면들을 참조하여 후술되는 바와 같이, 본 개시의 실시 예에 따른 스토리지 시스템은 내부 클럭 신호의 주파수를 변경함으로써 데이터 전송률을 조정할 수 있다. 내부 클럭 신호의 주파수 변경을 위해, 분주기(460)의 분주비가 변경되거나, 기준 클럭 신호(REF_CLK)의 주파수가 변경될 수 있다.As will be described later with reference to the drawings, the storage system according to an embodiment of the present disclosure may adjust the data rate by changing the frequency of the internal clock signal. In order to change the frequency of the internal clock signal, the division ratio of the divider 460 may be changed or the frequency of the reference clock signal REF_CLK may be changed.

본 개시의 예시적 실시 예에 따른 스토리지 시스템은, 하나의 클럭 생성기(40)를 사용하여 송신기(TX) 및 수신기(RX)를 구동시킴으로써, 송신기(TX) 및 수신기(RX) 각각에 대해 클럭 생성기가 구비되는 경우와 비교하여, 호스트 및 스토리지 장치의 사이즈가 감소될 수 있다.The storage system according to an exemplary embodiment of the present disclosure drives the transmitter TX and the receiver RX using a single clock generator 40, thereby generating clock generators for the transmitter TX and the receiver RX, respectively. Compared to a case in which , the size of the host and the storage device may be reduced.

도 4는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 호스트와 스토리지 장치 간의 링크 스타트업 동작 및 파워 모드 변경 동작을 설명하는 흐름도이다. 구체적으로, 도 4는 호스트(200a)와 스토리지 장치(100a) 간의 링크 스타트업 단계(S360) 및 파워 모드 변경 단계(S380)를 설명하는 흐름도이다. 링크 스타트업 단계(S360)가 수행되면, S370 단계에서, 호스트(200a)와 스토리지 장치(100a)는 링크업 상태로 동작할 수 있다.4 is a flowchart illustrating a link startup operation and a power mode change operation between a host and a storage device according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 4 is a flowchart illustrating a link startup step ( S360 ) and a power mode change step ( S380 ) between the host 200a and the storage device 100a . When the link start-up step S360 is performed, in step S370 , the host 200a and the storage device 100a may operate in a link-up state.

링크 스타트업 단계(S360)는, 호스트(200a)와 스토리지 장치(100a) 사이에서, 양 방향으로 초기 링크 통신을 설정하기 위하여 UniPro 트리거 이벤트들을 교환하는, 멀티-단계 핸드쉐이크(multi-phase handshake) 방식으로 수행될 수 있다. 링크 스타트업 단계(S360)는 소정의 단계들(phases)(S361 내지 S365)로 정의될 수 있고, 각 단계마다 트리거 이벤트가 사용될 수 있으며, 각 트리거 이벤트는 여러 번 전송될 수 있다. The link startup phase S360 is a multi-phase handshake, exchanging UniPro trigger events to establish initial link communication in both directions, between the host 200a and the storage device 100a. can be done in this way. The link startup phase (S360) may be defined as predetermined phases (S361 to S365), a trigger event may be used for each phase, and each trigger event may be transmitted multiple times.

S361 단계는 데이터 레인 발견(Data Lane Discovery) 단계로서, S361 단계에서, 호스트(200a)와 스토리지 장치(100a) 사이에 연결된 레인들이 발견될 수 있다. S361 단계에서, 호스트(200a) 및 스토리지 장치(100a)는 모든 이용 가능한 송신 레인들로(on all available TX Lanes), 제1 트리거 이벤트(TRG_UPR0)를 반복적으로 발송(send)할 수 있다. 호스트(200)는 스토리지 장치(100)로부터 제1 트리거 이벤트 메시지를 수신할 때까지, 제1 트리거 이벤트(TRG_UPR0)를 계속해서 전송할 수 있다. 호스트(200a)에서 발송되는 제1 트리거 이벤트(TRG_UPR0)는 해당 트리거가 전송되는 호스트(200a)의 송신 레인의 물리적 레인 번호를 포함할 수 있다. 또한, 스토리지 장치(100a)는 호스트(200a)로부터 제1 트리거 이벤트 메시지를 수신할 때까지 제1 트리거 이벤트(TRG_UPR0)를 계속해서 전송할 수 있다. 스토리지 장치(100a)에서 발송되는 제1 트리거 이벤트(TRG_UPR0)는 해당 트리거가 전송되는 스토리지 장치(100)의 송신 레인의 물리적 레인 번호를 포함할 수 있다.Step S361 is a data lane discovery step. In step S361 , lanes connected between the host 200a and the storage device 100a may be discovered. In step S361 , the host 200a and the storage device 100a may repeatedly send a first trigger event TRG_UPR0 to all available TX Lanes. The host 200 may continue to transmit the first trigger event TRG_UPR0 until it receives the first trigger event message from the storage device 100 . The first trigger event TRG_UPR0 transmitted from the host 200a may include a physical lane number of a transmission lane of the host 200a through which the corresponding trigger is transmitted. Also, the storage device 100a may continuously transmit the first trigger event TRG_UPR0 until it receives the first trigger event message from the host 200a. The first trigger event TRG_UPR0 transmitted from the storage device 100a may include a physical lane number of a transmission lane of the storage device 100 through which the corresponding trigger is transmitted.

S362 단계는 데이터 레인 재정비(Data Lane Realignment) 단계로서, S362 단계에서, 호스트(200a) 및 스토리지 장치(100a)는 모든 이용 가능한 송신 레인들로 제2 트리거 이벤트(TRG_UPR1)를 발송할 수 있다. 호스트(200a)는 스토리지 장치(100a)로부터 제2 트리거 이벤트 메시지를 수신할 때까지 제2 트리거 이벤트(TRG_UPR1)를 계속해서 전송할 수 있다. 호스트(200a)에서 발송되는 제2 트리거 이벤트(TRG_UPR1)는 호스트(200a)에 연결된 송신 레인들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 스토리지 장치(100a)는 호스트(200)로부터 제2 트리거 이벤트 메시지를 수신할 때까지 제2 트리거 이벤트(TRG_UPR1)를 계속해서 전송할 수 있다. 스토리지 장치(100a)에서 발송되는 제2 트리거 이벤트(TRG_UPR1)는 스토리지 장치(100a)에 연결된 송신 레인들에 관한 정보를 포함할 수 있다.Step S362 is a data lane realignment step. In step S362 , the host 200a and the storage device 100a may transmit a second trigger event TRG_UPR1 to all available transmission lanes. The host 200a may continue to transmit the second trigger event TRG_UPR1 until it receives the second trigger event message from the storage device 100a. The second trigger event TRG_UPR1 transmitted from the host 200a may include information on transmission lanes connected to the host 200a. Also, the storage device 100a may continuously transmit the second trigger event TRG_UPR1 until it receives the second trigger event message from the host 200 . The second trigger event TRG_UPR1 transmitted from the storage device 100a may include information on transmission lanes connected to the storage device 100a.

S363 단계는 링크 스타트업 종료 단계로서, S363 단계에서, 호스트(200a)와 스토리지 장치(100a)는, 연결된 레인들이 얼마나 많이 있는지를 물리 계층들(111, 211)의 속성들에 반영될 수 있다. S363 단계에서, 호스트(200a) 및 스토리지 장치(100a)는 모든 이용 가능한 송신 레인들로 제3 트리거 이벤트(TRG_UPR2)를 발송할 수 있다. 호스트(200a)는 스토리지 장치(100a)로부터 제3 트리거 이벤트(TRG_UPR2)에 대응하는 메시지를 수신할 때까지 제3 트리거 이벤트(TRG_UPR2)를 계속해서 전송할 수 있다. 호스트(200a)에서 발송되는 제3 트리거 이벤트(TRG_UPR2)는 호스트(200a)에 연결된 송신 레인들에 관한 논리적 레인 번호들을 포함할 수 있다. 또한, 스토리지 장치(100a)는 호스트(200a)로부터 제3 트리거 이벤트(TRG_UPR2)에 대응하는 제3 트리거 이벤트 메시지를 수신할 때까지 제3 트리거 이벤트(TRG_UPR2)를 계속해서 전송할 수 있다. 스토리지 장치(100a)에서 발송되는 제3 트리거 이벤트(TRG_UPR2)에는 스토리지 장치(100a)에 연결된 송신 레인들에 관한 논리적 레인 번호들을 포함할 수 있다. S363 단계가 수행됨에 따라, 호스트(200)와 스토리지 장치(100a)는 이용 가능한 레인들에 관한 일치된 논리적 레인 번호들을 가질 수 있다.Step S363 is a link startup termination step. In step S363 , the host 200a and the storage device 100a may reflect how many connected lanes there are in the properties of the physical layers 111 and 211 . In step S363 , the host 200a and the storage device 100a may transmit a third trigger event TRG_UPR2 to all available transmission lanes. The host 200a may continue to transmit the third trigger event TRG_UPR2 until it receives a message corresponding to the third trigger event TRG_UPR2 from the storage device 100a. The third trigger event TRG_UPR2 transmitted from the host 200a may include logical lane numbers for transmission lanes connected to the host 200a. Also, the storage device 100a may continuously transmit the third trigger event TRG_UPR2 until it receives a third trigger event message corresponding to the third trigger event TRG_UPR2 from the host 200a. The third trigger event TRG_UPR2 transmitted from the storage device 100a may include logical lane numbers related to transmission lanes connected to the storage device 100a. As step S363 is performed, the host 200 and the storage device 100a may have identical logical lane numbers with respect to available lanes.

S364 단계는 성능 교환(capability exchange) 단계로서, S364 단계에서, 호스트(200a) 및 스토리지 장치(100a)는 성능에 관한 정보(CAP)를 교환할 수 있다. 구체적으로, 호스트(200a)와 스토리지 장치(100a)는 인터커넥트부들(210, 110)의 아키텍쳐 요건들을 통신하기 위하여 상대방 장치의 성능에 관한 정보(CAP)를 서로 교환하고 인식할 수 있다. 인터커넥트부들(210, 110)의 아키텍쳐 요건들은 예컨대, 밴드위스, 타이머들, 속도 기어(gear), 터미네이션/언터미네이션(termination/untermination), 스크램블링 등을 포함할 수 있다. S364 단계가 수행됨에 따라, 상대방 장치의 성능에 관한 정보(CAP)가 인터커넥트부들(210, 110)에 수집되고 수집된 성능 정보(CAP)에 따라 인터커넥트부들(210, 110)의 물리 계층들의 속성들이 설정될 수 있다. S364 단계가 수행되면, S370 단계에서, 호스트(200a)와 스토리지 장치(100a)는 링크업 상태로 동작할 수 있다. 링크업 상태에서, 호스트(200a)와 스토리지 장치(100a)는 디폴트 파워 모드로 동작할 수 있다. 디폴트 파워 모드는 고속 모드(HS mode) 또는 저속 모드(LS mode)일 수 있다. 또한, 링크업 상태에서, 호스트(200a)와 스토리지 장치(100a)는 디폴트 데이터 전송률로 데이터를 송/수신할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 디폴트 데이터 전송률은 제1 데이터 전송률(DR1)일 수 있다.Operation S364 is a capability exchange operation. In operation S364 , the host 200a and the storage device 100a may exchange performance information CAP. Specifically, the host 200a and the storage device 100a may exchange and recognize the performance information CAP of the counterpart device in order to communicate the architectural requirements of the interconnect units 210 and 110 . Architectural requirements of interconnects 210 , 110 may include, for example, bandwidth, timers, speed gear, termination/untermination, scrambling, and the like. As step S364 is performed, information on the performance of the counterpart device (CAP) is collected in the interconnects 210 and 110, and properties of the physical layers of the interconnects 210 and 110 are changed according to the collected performance information (CAP). can be set. When step S364 is performed, in step S370 , the host 200a and the storage device 100a may operate in a link-up state. In the link-up state, the host 200a and the storage device 100a may operate in a default power mode. The default power mode may be a high speed mode (HS mode) or a low speed mode (LS mode). Also, in the link-up state, the host 200a and the storage device 100a may transmit/receive data at a default data rate. In some embodiments, the default data rate may be the first data rate DR1.

S380 단계는 파워 모드 변경 단계로서, 호스트(200a)와 스토리지 장치(100a)는 파워 모드 변경 동작을 수행할 수 있고, 새로운 파워 모드에 대한 링크 설정(Link Configuration)이 수행될 수 있다. S380 단계는, 복수의 단계들(S381 내지 S384)을 포함할 수 있다.Step S380 is a power mode change step. The host 200a and the storage device 100a may perform a power mode change operation, and link configuration for a new power mode may be performed. Step S380 may include a plurality of steps S381 to S384.

S381 단계에서, 호스트(200a)는 파워 모드 변경 요청(PWR_req)을 스토리지 장치(100)에 전송할 수 있다. 파워 모드 변경 요청(PWR_req)은 변경될 파워 모드의 종류, 속도 기어 또는 속도 시리즈를 포함할 수 있다. 파워 모드는 고속 모드(HS mode) 또는 저속 모드(LS mode)일 수 있다. 속도 기어는 데이터 전송률을 의미할 수 있고, 속도 시리즈는 복수의 속도 기어들의 그룹을 의미할 수 있다. 예를 들어, 속도 시리즈는 A 시리즈 및 B 시리즈로 구분될 수 있다. A 시리즈는 1.25, 2.5, 5, 및 10.0 Gbps에 대응하는 4가지의 속도 기어들을 포함할 수 있다. B 시리즈는, A 시리즈에 포함되는 속도 기어들보다 높은 주파수를 갖는 속도 기어들을 포함할 수 있다. 예를 들어, B 시리즈에 포함되는 속도 기어들은 A 시리즈의 포함되는 속도 기어들에 비해 높은 1.46, 2.92, 5.83 및 11.66 Gbps에 대응될 수 있다.In step S381 , the host 200a may transmit a power mode change request PWR_req to the storage device 100 . The power mode change request (PWR_req) may include a type of power mode to be changed, a speed gear, or a speed series. The power mode may be a high speed mode (HS mode) or a low speed mode (LS mode). The speed gear may mean a data rate, and the speed series may mean a group of a plurality of speed gears. For example, the speed series can be divided into A series and B series. The A series may include four speed gears corresponding to 1.25, 2.5, 5, and 10.0 Gbps. The B series may include speed gears having a higher frequency than the speed gears included in the A series. For example, speed gears included in the B series may correspond to 1.46, 2.92, 5.83, and 11.66 Gbps higher than speed gears included in the A series.

S382 단계에서, 스토리지 장치(100a)는 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 호스트(200a)에 전송할 수 있다. 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)은 상태 정보, 파워 모드의 종류, 속도 기어 또는 속도 시리즈를 포함할 수 있다. 상태 정보는 파워 모드의 변경이 가능한지 여부에 대한 정보를 의미할 수 있다.In operation S382 , the storage device 100a may transmit a power mode change response PWR_cnf to the host 200a. The power mode change response (PWR_cnf) may include status information, type of power mode, speed gear or speed series. The state information may refer to information on whether a power mode change is possible.

설명의 편의를 위하여, 호스트(200a)가 파워 모드 변경 요청(PWR_req)을 전송하고, 스토리지 장치(100a)가 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 전송하는 것으로 설명하였으나, 일부 실시 예들에서, 스토리지 장치(100a)가 호스트(200a)에 파워 모드 변경 요청(PWR_req)을 전송하고, 호스트(200a)가 스토리지 장치(100a)에 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 전송할 수도 있다. 이하 본 명세서에서는, 호스트(200a)가 파워 모드 변경 요청(PWR_req)을 전송하고, 스토리지 장치(100a)가 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 전송하는 것으로 가정한다.For convenience of explanation, it has been described that the host 200a transmits the power mode change request (PWR_req) and the storage device 100a transmits the power mode change response (PWR_cnf), but in some embodiments, the storage device ( 100a) may transmit a power mode change request PWR_req to the host 200a, and the host 200a may transmit a power mode change response PWR_cnf to the storage device 100a. Hereinafter, it is assumed that the host 200a transmits a power mode change request (PWR_req) and the storage device 100a transmits a power mode change response (PWR_cnf).

S383 단계에서, 스토리지 장치(100a)는 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 전송한 뒤 데이터 전송률을 조정할 수 있다. 데이터 전송률은 내부 클럭 신호의 주파수를 변경함으로써 조정될 수 있다. 내부 클럭 신호의 주파수가 변경되는 도중에, 라인 상으로 데이터가 전송되면 에러가 발생할 수 있다. 따라서, 미리 결정된 설정 시간(Config_time) 동안, 라인(LINE)을 통해 데이터가 전송되지 않을 수 있고, 설정 시간(Config_time) 내에 내부 클럭 신호의 주파수가 변경될 수 있다.In operation S383 , the storage device 100a may adjust the data transfer rate after transmitting the power mode change response PWR_cnf. The data rate can be adjusted by changing the frequency of the internal clock signal. An error may occur if data is transmitted over a line while the frequency of the internal clock signal is changing. Accordingly, data may not be transmitted through the line LINE during the predetermined set time Config_time, and the frequency of the internal clock signal may be changed within the set time Config_time.

S384 단계에서, 호스트(200a)는 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 수신한 뒤 데이터 전송률을 조정할 수 있다. 즉, 스토리지 장치(100a)로부터 파워 모드의 변경이 가능하다는 상태 정보를 포함하는 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 수신하고, 설정 시간(Config_time) 동안 내부 클럭 신호의 주파수를 변경할 수 있다.In step S384 , the host 200a may adjust the data rate after receiving the power mode change response PWR_cnf. That is, a power mode change response PWR_cnf including status information indicating that a power mode change is possible may be received from the storage device 100a, and the frequency of the internal clock signal may be changed during a set time Config_time.

본 개시의 예시적 실시 예에 따른 스토리지 시스템은, 라인 상으로 데이터가 전송되지 않는 설정 시간(Config_time) 동안 내부 클럭 신호의 주파수를 변경함으로써 데이터 전송률을 조정할 수 있다. 또한, 호스트(200a)와 스토리지 장치(100a)는 설정 시간(Config_time)이 도과한 후 데이터를 전송함으로써 안정적으로 데이터를 교환할 수 있다.The storage system according to an exemplary embodiment of the present disclosure may adjust the data transfer rate by changing the frequency of the internal clock signal during a set time (Config_time) during which data is not transmitted over a line. Also, the host 200a and the storage device 100a may stably exchange data by transmitting data after the set time Config_time has elapsed.

도 5는 본 개시의 실시 예에 따른 데이터 전송률의 조정을 설명하는 도면이다. 구체적으로, 도 5는 데이터 전송률을 조정하기 위해, 호스트 송신기(HOST TX)와 장치 송신기(DEVICE TX)를 통해 라인(LINE)으로 전송되는 데이터를 도시한다. 도 5에 도시되지는 않았으나, 도 2를 참조하여 전술된 바와 같이, 호스트 송신기(HOST TX)는 장치 수신기(DEVICE RX)와 라인(LINE)을 통해 연결될 수 있고, 장치 송신기(DEVICE TX)는 호스트 수신기(HOST RX)와 라인(LINE)을 통해 연결될 수 있다. 따라서, 장치 수신기(DEVICE RX)를 통해 수신되는 데이터는 호스트 송신기(HOST TX)를 통해 송신되는 데이터와 동일할 수 있으나, 라인 딜레이만큼 위상 차이가 발생할 수 있다. 호스트 수신기(HOST RX)를 통해 수신되는 데이터는 장치 송신기(DEVICE TX)를 통해 송신되는 데이터와 동일할 수 있으나, 라인 딜레이만큼 위상 차이가 발생할 수 있다. 도 5는 도 1 내지 4 중 적어도 하나를 참조하여 후술될 수 있다.5 is a diagram for explaining adjustment of a data rate according to an embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 5 shows data transmitted through a host transmitter (HOST TX) and a device transmitter (DEVICE TX) through a line (LINE) in order to adjust a data rate. Although not shown in FIG. 5, as described above with reference to FIG. 2, the host transmitter (HOST TX) may be connected to the device receiver (DEVICE RX) through a line (LINE), and the device transmitter (DEVICE TX) is the host It can be connected to the receiver (HOST RX) through a line (LINE). Accordingly, data received through the device receiver DEVICE RX may be the same as data transmitted through the host transmitter HOST TX, but a phase difference may occur by a line delay. Data received through the host receiver (HOST RX) may be the same as data transmitted through the device transmitter (DEVICE TX), but a phase difference may occur by a line delay. 5 may be described later with reference to at least one of FIGS. 1 to 4 .

도 5를 참조하면, 호스트(200) 및 스토리지 장치(100)는 고속 모드(HS mode)를 유지하면서 데이터 전송률을 조정할 수 있다. 고속 모드(HS mode)는, 레인을 통해 전송되는 비트들이 로직 레벨(logic level)을 통해 표현되고, 로직 하이 구간이 연속되더라도 구간 사이에 로직 로우 구간이 존재할 필요가 없는 NRZ(non-return to zero) 방식이 적용되는 파워 모드일 수 있다. 고속 모드(HS mode)에서 데이터 전송률은 기준 클럭 신호를 분주(divide)함으로써 생성되는 내부 클럭 신호의 주파수에 따라 결정될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the host 200 and the storage device 100 may adjust the data transfer rate while maintaining the HS mode. In the high-speed mode (HS mode), bits transmitted through a lane are expressed through a logic level, and even if a logic high interval is continuous, there is no need to have a logic low interval between intervals (non-return to zero NRZ). ) may be a power mode to which the method is applied. In the high-speed mode (HS mode), the data rate may be determined according to the frequency of the internal clock signal generated by dividing the reference clock signal.

기준 클럭 신호의 주파수에 따라 데이터 전송률은 복수의 속도 시리즈들(A, B)로 구분될 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수를 갖는 제1 기준 클럭 신호를 기초로 결정되는 데이터 전송률들은 A 시리즈로 지칭될 수 있고, 제2 주파수를 갖는 제2 기준 클럭 신호를 기초로 결정되는 데이터 전송률들은 B 시리즈로 지칭될 수 있다. 복수의 시리즈들(A, B) 각각은 복수의 속도 기어들을 포함할 수 있다. 기준 클럭 신호를 분주함으로써 다양한 주파수를 갖는 내부 클럭 신호들이 생성될 수 있고, 각 내부 클럭 신호에 대응하는 데이터 전송률은 속도 기어로 지칭될 수 있다.The data rate may be divided into a plurality of speed series A and B according to the frequency of the reference clock signal. For example, data rates determined based on a first reference clock signal having a first frequency may be referred to as an A series, and data rates determined based on a second reference clock signal having a second frequency are B series. may be referred to as Each of the plurality of series A and B may include a plurality of speed gears. By dividing the reference clock signal, internal clock signals having various frequencies may be generated, and a data rate corresponding to each internal clock signal may be referred to as a speed gear.

호스트 송신기(HOST TX) 또는 장치 송신기(DEVICE TX)는 적어도 파워 세이빙(power saving) 상태 또는 버스트(burst) 상태 중 하나일 수 있다. 파워 세이빙 상태(power saving)는 소모되는 전력을 최소화화기 위한 상태로서, 네거티브 차동 라인 전압(DIF-N) 또는 제로 차동 라인 전압(DIF-Z)으로 라인(LINE)을 구동하는 상태일 수 있다. 파워 세이빙 상태(power saving)는 스톨(STALL) 상태, 슬립(SLEEP) 상태, 하버네이팅(HIBERN8) 상태, 디스에이블(DISABLED) 상태 또는 언-파워(UNPOWERED) 상태 중 하나일 수 있다. 본 개시의 실시 예들에서, 파워 세이빙(power saving) 상태는 스톨(STALL) 상태인 것으로 가정한다. 버스트(burst) 상태는 라인으로 데이터를 전송하는 상태로서, 포지티브 차동 라인 전압(DIF-P)으로 라인(LINE)을 구동하는 상태일 수 있다. 버스트(burst) 상태는 고속 모드에서 데이터가 전송되는 고속 버스트(HS-BURST) 상태와 저속 모드에서 데이터가 전송되는 저속 버스트(LS-BURST) 상태를 포함할 수 있다. 라인(LINE)은 하이 임피던스 상태를 나타내는 DIF-Q 상태, 또는 DIF-N 또는 DIF-P도 아닌 DIF-X 상태를 가질 수도 있다. 여기서, 차동 라인 전압은, 포지티브 노드에 연결된 라인의 전압에서 네거티브 노드에 연결된 라인의 전압을 뺀 값으로 정의될 수 있다.The host transmitter (HOST TX) or the device transmitter (DEVICE TX) may be in at least one of a power saving state or a burst state. The power saving state is a state for minimizing power consumption, and may be a state in which the line LINE is driven with a negative differential line voltage DIF-N or a zero differential line voltage DIF-Z. The power saving state may be one of a STALL state, a SLEEP state, a hibernating state HIBERN8, a DISABLED state, or an UNPOWERED state. In embodiments of the present disclosure, it is assumed that a power saving state is a STALL state. The burst state is a state in which data is transmitted to a line, and may be a state in which the line LINE is driven with a positive differential line voltage DIF-P. The burst state may include a high-speed burst (HS-BURST) state in which data is transmitted in a high-speed mode and a low-speed burst (LS-BURST) state in which data is transmitted in a low-speed mode. Line LINE may have a DIF-Q state indicating a high impedance state, or a DIF-X state that is neither DIF-N nor DIF-P. Here, the differential line voltage may be defined as a value obtained by subtracting the voltage of the line connected to the negative node from the voltage of the line connected to the positive node.

라인(LINE)은 도 2에 도시된 인터페이스(20)에 포함된 임의의 라인에 대응할 수 있다. 예를 들어, 라인(LINE)은 도 1의 차동 입력 신호(DIN_t, DIN_c)가 전송되는 차동 입력 신호 라인에 대응할 수 있다. 예를 들어, 포지티브 입력 신호(DIN_t)가 인가되는 제2 핀(P2a')의 전압 레벨이 네거티브 입력 신호(DIN_c)가 인가되는 제2 핀(P2b')의 전압 레벨보다 높을 때, 라인(LINE)은 DIF-P 상태 또는 로직 하이일 수 있다. 예를 들어, 포지티브 입력 신호(DIN_t)가 인가되는 제2 핀(P2a')의 전압 레벨이 네거티브 입력 신호(DIN_c)가 인가되는 제2 핀(P2b')의 전압 레벨보다 낮을 때, 라인(LINE)은 DIF-N 상태 또는 로직 로우일 수 있다. 예를 들어, 포지티브 입력 신호(DIN_t)가 인가되는 제2 핀(P2a')의 전압 레벨이 네거티브 입력 신호(DIN_c)가 인가되는 제2 핀(P2b')의 전압 레벨과 거의 동일할 때, 라인(LINE)은 DIF-Z 상태 또는 접지 상태일 수 있다.The line LINE may correspond to any line included in the interface 20 illustrated in FIG. 2 . For example, the line LINE may correspond to a differential input signal line through which the differential input signals DIN_t and DIN_c of FIG. 1 are transmitted. For example, when the voltage level of the second pin P2a' to which the positive input signal DIN_t is applied is higher than the voltage level of the second pin P2b' to which the negative input signal DIN_c is applied, the line LINE ) can be DIF-P state or logic high. For example, when the voltage level of the second pin P2a' to which the positive input signal DIN_t is applied is lower than the voltage level of the second pin P2b' to which the negative input signal DIN_c is applied, the line LINE ) can be DIF-N state or logic low. For example, when the voltage level of the second pin P2a' to which the positive input signal DIN_t is applied is substantially the same as the voltage level of the second pin P2b' to which the negative input signal DIN_c is applied, the line (LINE) may be a DIF-Z state or a ground state.

도 5를 참조하면, 버스트(burst) 상태에서 라인을 통해 전송되는 비트 시퀀스는 버스트(BURST)로 지칭될 수 있다. 버스트(BURST)는 준비 구간(PREPARE), 더미 구간(DUMMY), 파워 모드 변경 요청(PWR_REQ) 또는 파워 모드 변경 응답(PWR_CNF), 종료 비트(TOB, Tail-Of-Burst)를 포함할 수 있다. 준비(PREPARE) 구간은 버스트의 시작을 나타내는 구간으로서 포지티브 차동 라인 전압(DIF-P)으로 라인이 구동되는 구간일 수 있다. 더미(DUMMY) 구간은 의미 없는 데이터를 나타내는 적어도 하나의 비트가 포함되는 구간일 수 있다. 호스트 수신기(HOST RX) 및 장치 수신기(DEVICE RX)는 수신되는 버스트에서 더미 구간에 포함되는 데이터를 무시할 수 있다. 파워 모드 변경 요청(PWR_req)은 데이터 전송률의 변경을 요청하는 정보를 포함할 수 있다. 파워 모드 변경 응답(RWR_cnf)은 파워 모드 변경 요청(PWR_req)에 응답하는 정보를 포함할 수 있다. 종료 비트(TOB)는 버스트의 종료를 나타내는 적어도 하나의 비트일 수 있다. 종료 비트(TOB)는 네거티브 차동 라인 전압(DIF-N)으로 라인이 구동되는 구간에 전송되는 비트일 수 있다. 종료 비트(TOB)는 UniPro 사양에 기재된 MK 심볼 또는 필러 심볼을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , a bit sequence transmitted through a line in a burst state may be referred to as a burst (BURST). The burst BURST may include a preparation period PREPARE, a dummy period DUMMY, a power mode change request (PWR_REQ) or a power mode change response (PWR_CNF), and an end bit (TOB, Tail-Of-Burst). The PREPARE section is a section indicating the start of a burst, and may be a section in which the line is driven by the positive differential line voltage DIF-P. The DUMMY section may be a section including at least one bit representing meaningless data. The host receiver (HOST RX) and the device receiver (DEVICE RX) may ignore data included in the dummy period in the received burst. The power mode change request (PWR_req) may include information requesting to change the data rate. The power mode change response RWR_cnf may include information in response to the power mode change request PWR_req. The end bit TOB may be at least one bit indicating the end of the burst. The end bit TOB may be a bit transmitted during a period in which the line is driven with the negative differential line voltage DIF-N. The end bit (TOB) may include an MK symbol or a filler symbol described in the UniPro specification.

도 5를 참조하면, 호스트(200)는 고속 모드(HS mode)에서 호스트 송신기(HOST TX)를 통해 제1 데이터 전송률(DR1)로 제1 버스트(BURST 1)를 전송할 수 있다. 제1 버스트(BURST 1)는 데이터 전송률을 제2 데이터 전송률(DR2)로 변경 요청하는 파워 모드 변경 요청(PWR_req)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the host 200 may transmit a first burst BURST 1 at a first data rate DR1 through the host transmitter HOST TX in the HS mode. The first burst BURST 1 may include a power mode change request PWR_req for requesting to change the data rate to the second data rate DR2.

스토리지 장치(100)는 고속 모드(HS mode)에서 장치 송신기(DEVICE TX)를 통해 제1 데이터 전송률(DR1)로 제2 버스트(BURST 2)를 전송할 수 있다. 제2 버스트(BURST 2)는 파워 모드 변경 요청(PWR_req)에 대응하는 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 포함할 수 있다.The storage device 100 may transmit the second burst BURST 2 at the first data rate DR1 through the device transmitter DEVICE TX in the HS mode. The second burst BURST 2 may include a power mode change response PWR_cnf corresponding to the power mode change request PWR_req.

스토리지 장치(100)는 제2 버스트(BURST 2)의 종료 비트(TOB)가 장치 송신기(DEVICE TX)를 통해 출력되면 데이터 전송률을 제2 데이터 전송률(DR2)로 조정할 수 있다. 구체적으로, 종료 비트(TOB)가 출력되면 클럭 생성기(113)는 내부 클럭 신호의 주파수를 변경함으로써 데이터 전송률을 제2 데이터 전송률(DR2)로 조정할 수 있다. 미리 결정된 설정 시간(Config_time) 동안, 장치 송신기(DEVICE TX)와 연결된 라인(LINE)을 통해 데이터가 전송되지 않을 수 있고, 설정 시간(Config_time) 내에 데이터 전송률이 조정될 수 있다.The storage device 100 may adjust the data rate to the second data rate DR2 when the end bit TOB of the second burst BURST 2 is output through the device transmitter DEVICE TX. Specifically, when the end bit TOB is output, the clock generator 113 may adjust the data rate to the second data rate DR2 by changing the frequency of the internal clock signal. Data may not be transmitted through the line LINE connected to the device transmitter DEVICE TX during the predetermined configuration time Config_time, and the data transmission rate may be adjusted within the configuration time Config_time.

일부 실시예들에서, 클럭 생성기(113)는 장치 송신기(DEVICE TX) 및 장치 수신기(DEVICE RX)에 공통으로 사용될 수 있다. 따라서, 장치 수신기(DEVICE RX)가 호스트 송신기(HOST TX)로부터 파워 모드 변경 요청(PWR_req)을 수신한 직후에 내부 클럭 신호의 주파수가 변경되는 경우, 장치 송신기(DEVICE TX)를 통해 전송되는 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)은 호스트 수신기(HOST RX)에 도달하지 않을 수 있다. 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 스토리지 장치(100)는, 제2 버스트(BRUST 2)가 출력된 이후에 내부 클럭 신호의 주파수를 변경함으로써, 공통되는 내부 클럭 신호를 사용하여 장치 송신기(DEVICE TX) 및 장치 수신기(DEVICE RX)에 대한 데이터 전송률을 변경할 수 있다. 즉, 하나의 PLL(Phase Locked Loop) 회로를 사용하여 장치 송신기(DEVICE TX) 및 장치 수신기(DEVICE RX)에 대한 데이터 전송률을 변경할 수 있으므로, 스토리지 시스템의 사이즈는 감소될 수 있다.In some embodiments, the clock generator 113 may be commonly used for a device transmitter (DEVICE TX) and a device receiver (DEVICE RX). Therefore, when the frequency of the internal clock signal is changed immediately after the device receiver (DEVICE RX) receives the power mode change request (PWR_req) from the host transmitter (HOST TX), the power mode transmitted through the device transmitter (DEVICE TX) The change response (PWR_cnf) may not reach the host receiver (HOST RX). The storage device 100 according to an exemplary embodiment of the present disclosure changes the frequency of the internal clock signal after the second burst BRUST 2 is output, so that the device transmitter DEVICE TX using a common internal clock signal ) and the data rate for the device receiver (DEVICE RX) can be changed. That is, since data rates for the device transmitter (DEVICE TX) and the device receiver (DEVICE RX) can be changed using one phase locked loop (PLL) circuit, the size of the storage system can be reduced.

호스트(200)는 제2 버스트(BURST 2)의 종료 비트(TOB)가 호스트 수신기(HOST RX)를 통해 수신되면 데이터 전송률을 제2 데이터 전송률(DR2)로 조정할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 호스트 수신기(HOST RX)는 장치 송신기(DEVICE TX)와 라인을 통해 연결될 수 있다. 구체적으로, 종료 비트(TOB)가 수신되면 클럭 생성기(213)는 내부 클럭 신호의 주파수를 변경함으로써 데이터 전송률을 제2 데이터 전송률(DR2)로 조정할 수 있다. 미리 결정된 설정 시간(Config_time) 동안, 호스트 송신기(HOST TX)와 연결된 라인(LINE)을 통해 데이터가 전송되지 않을 수 있고, 설정 시간(Config_time) 내에 데이터 전송률이 조정될 수 있다.When the end bit TOB of the second burst BURST 2 is received through the host receiver HOST RX, the host 200 may adjust the data rate to the second data rate DR2. Although not shown, the host receiver (HOST RX) may be connected to the device transmitter (DEVICE TX) through a line. Specifically, when the end bit TOB is received, the clock generator 213 may adjust the data rate to the second data rate DR2 by changing the frequency of the internal clock signal. During the predetermined set time Config_time, data may not be transmitted through the line LINE connected to the host transmitter HOST TX, and the data transfer rate may be adjusted within the set time Config_time.

일부 실시예들에서, 클럭 생성기(213)는 호스트 송신기(HOST TX) 및 호스트 수신기(HOST RX)에 공통으로 사용될 수 있다. 따라서, 호스트 송신기(HOST TX)가 장치 수신기(DEVICE RX)에 파워 모드 변경 요청(PWR_req)을 전송한 직후에 내부 클럭 신호의 주파수가 변경되는 경우, 장치 송신기(DEVICE TX)를 통해 전송되는 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)은 호스트 수신기(HOST RX)에 도달하지 않을 수 있다. 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 호스트(200)는, 제2 버스트(BRUST 2)가 수신된 이후에 내부 클럭 신호의 주파수를 변경함으로써, 공통되는 내부 클럭 신호를 사용하여 호스트 송신기(HOST TX) 및 호스트 수신기(HOST RX)에 대한 데이터 전송률을 변경할 수 있다. 즉, 하나의 PLL(Phase Locked Loop) 회로를 사용하여 호스트 송신기(HOST TX) 및 호스트 수신기(HOST RX)에 대한 데이터 전송률을 변경할 수 있으므로, 스토리지 시스템의 사이즈는 감소될 수 있다.In some embodiments, the clock generator 213 may be commonly used by a host transmitter (HOST TX) and a host receiver (HOST RX). Therefore, when the frequency of the internal clock signal is changed immediately after the host transmitter (HOST TX) transmits the power mode change request (PWR_req) to the device receiver (DEVICE RX), the power mode transmitted through the device transmitter (DEVICE TX) The change response (PWR_cnf) may not reach the host receiver (HOST RX). The host 200 according to an exemplary embodiment of the present disclosure changes the frequency of the internal clock signal after the second burst BRUST 2 is received, so that the host transmitter (HOST TX) using a common internal clock signal and a data rate for the host receiver (HOST RX) may be changed. That is, since data transmission rates for the host transmitter (HOST TX) and the host receiver (HOST RX) can be changed using one phase locked loop (PLL) circuit, the size of the storage system can be reduced.

고속 모드(HS mode)를 유지하면서 데이터 전송률이 조정되는 경우, 내부 클럭 신호의 주파수가 변경되는 동안 전송 중인 데이터에 에러가 발생할 수도 있다. 따라서, 내부 클럭 신호의 주파수 변경은 저속 모드(LS mode)에서 수행될 수도 있다. 저속 모드(LS mode)는 기준 클럭 신호를 사용하지 않는 전송 모드일 수 있다. 예를 들어, 저속 모드는 PWM(Pulse width modulation) 방식일 수 있다. PWM 방식의 저속 모드에서는, 레인을 통해 전송되는 신호의 각 로직 하이(logic high) 구간의 사이에 로직 로우(logic low) 구간이 반드시 존재하여야 하는 RZ(return to zero) 방식이 적용된다. 즉, 저속 모드(LS mode)는 내부 클럭 신호를 사용하지 않는 전송 모드이므로, 저속 모드(LS mode)에서 내부 클럭 신호의 주파수가 조정되더라도, 전송되는 데이터에는 에러가 발생하지 않을 수 있다.When the data rate is adjusted while maintaining the HS mode, an error may occur in the data being transmitted while the frequency of the internal clock signal is changed. Accordingly, the frequency change of the internal clock signal may be performed in the low speed mode (LS mode). The low-speed mode (LS mode) may be a transmission mode that does not use a reference clock signal. For example, the low-speed mode may be a pulse width modulation (PWM) method. In the low-speed mode of the PWM method, a return to zero (RZ) method in which a logic low section must exist between each logic high section of a signal transmitted through a lane is applied. That is, since the low speed mode (LS mode) is a transmission mode that does not use an internal clock signal, even if the frequency of the internal clock signal is adjusted in the low speed mode (LS mode), an error may not occur in transmitted data.

다만, 고속 모드의 데이터 전송률을 변경하기 위해서, 파워 모드를 저속 모드로 변경하고 저속 모드에서 내부 클럭 신호의 주파수를 변경하고 파워 모드를 다시 고속 모드로 변경하는 경우 상당한 시간이 소요될 수 있다.However, in order to change the data rate of the high-speed mode, it may take a considerable amount of time to change the power mode to the low-speed mode, to change the frequency of the internal clock signal in the low-speed mode, and to change the power mode to the high-speed mode again.

본 개시의 예시적 실시 예에 따른 스토리지 시스템은, 레인을 통해 데이터가 전송되지 않는 설정 시간 동안 기준 클럭 신호의 주파수를 변경함으로써 고속 모드를 유지한 채 데이터 전송률을 변경하더라도 데이터의 에러가 발생하지 않을 수 있다.In the storage system according to an exemplary embodiment of the present disclosure, even if the data transfer rate is changed while maintaining the high-speed mode by changing the frequency of the reference clock signal for a set time during which data is not transmitted through the lane, data error will not occur. can

도 6은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 호스트의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다. 구체적으로, 도 6은 호스트 송신기(HOST TX) 및 호스트 수신기(HOST RX)에 대한 데이터 전송률을 조정하는 방법을 나타낸다. 호스트의 동작 방법은 복수의 단계들(S610 내지 S640)을 포함할 수 있다. 도 6은 도 1 내지 5 중 적어도 하나를 참조하여 후술될 수 있다.6 is a flowchart illustrating a method of operating a host according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 6 shows a method of adjusting data rates for a host transmitter (HOST TX) and a host receiver (HOST RX). The method of operating the host may include a plurality of steps ( S610 to S640 ). 6 may be described later with reference to at least one of FIGS. 1 to 5 .

S610 단계에서, 호스트(200)는 호스트 송신기(HOST TX)를 통해 파워 모드 변경 요청(PWR_req)을 포함하는 제1 버스트(BURST 1)를 스토리지 장치(100)에 전송할 수 있다. 제1 버스트(BURST 1)는 호스트 송신기(HOST TX)가 버스트 상태를 유지하는 동안 라인을 통해 스토리지 장치(100)에 전송되는 비트 시퀀스일 수 있다. 파워 모드 변경 요청(PWR_req)은 변경될 파워 모드의 종류, 속도 기어 또는 속도 시리즈를 포함할 수 있다. 파워 모드는 고속 모드(HS mode) 또는 저속 모드(LS mode)일 수 있다. 속도 기어는 데이터 전송률을 의미할 수 있고, 속도 시리즈는 복수의 속도 기어들의 그룹을 의미할 수 있다.In operation S610 , the host 200 may transmit the first burst BURST 1 including the power mode change request PWR_req to the storage device 100 through the host transmitter HOST TX. The first burst BURST 1 may be a bit sequence transmitted to the storage device 100 through a line while the host transmitter HOST TX maintains the burst state. The power mode change request (PWR_req) may include a type of power mode to be changed, a speed gear, or a speed series. The power mode may be a high speed mode (HS mode) or a low speed mode (LS mode). The speed gear may mean a data rate, and the speed series may mean a group of a plurality of speed gears.

S620 단계에서, 호스트(200)는 호스트 수신기(HOST RX)를 통해 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 포함하는 제2 버스트(BURST 2)를 스토리지 장치(100)로부터 수신할 수 있다. 제2 버스트(BURST 2)는 장치 송신기(DEVICE TX)가 버스트 상태를 유지하는 동안 라인을 통해 호스트(200)에 전송되는 비트 시퀀스일 수 있다. 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)은 파워 모드 변경 요청(PWR_req)에 대응되고, 상태 정보, 파워 모드의 종류, 속도 기어 또는 속도 시리즈를 포함할 수 있다. 상태 정보는 파워 모드의 변경이 가능한지 여부에 대한 정보를 의미할 수 있다.In operation S620 , the host 200 may receive the second burst BURST 2 including the power mode change response PWR_cnf from the storage device 100 through the host receiver HOST RX. The second burst BURST 2 may be a bit sequence transmitted to the host 200 through a line while the device transmitter DEVICE TX maintains the burst state. The power mode change response PWR_cnf corresponds to the power mode change request PWR_req and may include status information, a type of power mode, a speed gear, or a speed series. The state information may refer to information on whether a power mode change is possible.

S630 단계에서, 호스트(200)에 포함된 TOB 검출기(221)는 제2 버스트(BURST 2)의 종료 비트(TOB)를 검출할 수 있다. TOB 검출기(221)는 미리 정해진 비트 시퀀스를 식별함으로써 종료 비트(TOB)를 검출할 수 있다. 종료 비트(TOB)가 검출되지 않은 경우, TOB 검출기(221)는 종료 비트(TOB)가 검출될 때까지 검출 동작을 수행할 수 있고, 종료 비트(TOB)가 검출된 경우, S640 단계가 수행될 수 있다.In step S630 , the TOB detector 221 included in the host 200 may detect the end bit TOB of the second burst BURST 2 . The TOB detector 221 may detect the end bit TOB by identifying a predetermined bit sequence. When the end bit TOB is not detected, the TOB detector 221 may perform a detection operation until the end bit TOB is detected, and when the end bit TOB is detected, step S640 is performed. can

S640 단계에서, 호스트(200)는 호스트 송신기(HOST TX) 및 호스트 수신기(HOST RX)에 대한 데이터 전송률을 조정할 수 있다. 구체적으로, 클럭 생성기(213)는 기준 클럭 신호의 주파수를 변경하거나, 기준 클럭 신호를 기초로 생성되는 내부 클럭 신호의 주파수를 변경함으로써, 파워 모드 변경 요청(PWR_req)에 포함된 속도 기어 또는 속도 시리즈에 대응되는 데이터 전송률을 설정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, S640 단계에서, 도 3을 참조하여 전술된 바와 같이, 오실레이터(410)가 기준 클럭 신호의 주파수를 변경하거나, 분주기(460)가 분주비를 변경함으로써 내부 클럭 신호의 주파수가 변경될 수 있다.In operation S640 , the host 200 may adjust data rates for the host transmitter (HOST TX) and the host receiver (HOST RX). Specifically, the clock generator 213 changes the frequency of the reference clock signal or the frequency of the internal clock signal generated based on the reference clock signal, thereby changing the speed gear or speed series included in the power mode change request PWR_req. You can set the data rate corresponding to . In some embodiments, in step S640 , as described above with reference to FIG. 3 , the frequency of the internal clock signal is increased by the oscillator 410 changing the frequency of the reference clock signal or the frequency divider 460 changing the division ratio. can be changed.

본 개시의 예시적 실시 예에 따른 호스트는, 종료 비트(TOB)를 검출함으로써 스토리지 장치로부터 버스트가 모두 수신되는 시점을 판단할 수 있다. 이에 따라, 호스트 송신기(HOST TX) 및 호스트 수신기(HOST RX) 각각와 연결된 라인들에 데이터가 전송되지 않을 때 데이터 전송률을 조정할 수 있으므로, 데이터 전송률이 조정되는 동안 발생할 수 있는 전송 데이터의 에러를 방지할 수 있다.The host according to an exemplary embodiment of the present disclosure may determine when all bursts are received from the storage device by detecting the end bit TOB. Accordingly, it is possible to adjust the data transfer rate when data is not transmitted on the lines connected to each of the host transmitter (HOST TX) and the host receiver (HOST RX), thereby preventing errors in transmitted data that may occur while the data transfer rate is being adjusted. can

또한, 하나의 클럭 생성기(213)를 사용하여 호스트 송신기(HOST TX) 및 호스트 수신기(HOST RX)에 대한 데이터 전송률을 모두 조정할 수 있으므로, 호스트 송신기(HOST TX) 및 호스트 수신기(HOST RX) 각각에 대해 클럭 생성기를 구비하는 경우와 비교할 때 스토리지 시스템의 사이즈가 감소될 수 있다.In addition, a single clock generator 213 can be used to adjust the data rate for both the host transmitter (HOST TX) and the host receiver (HOST RX), so that the host transmitter (HOST TX) and host receiver (HOST RX) The size of the storage system may be reduced as compared to the case in which the clock generator is provided for the storage system.

도 7은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다. 구체적으로, 도 7은 장치 송신기(DEVICE TX) 및 장치 수신기(DEVICE RX)에 대한 데이터 전송률을 조정하는 방법을 나타낸다. 스토리지 장치의 동작 방법은 복수의 단계들(S710 내지 S740)을 포함할 수 있다. 도 7은 도 1 내지 5와 함께 참조하여 후술될 수 있다.7 is a flowchart illustrating a method of operating a storage device according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 7 shows a method of adjusting data rates for a device transmitter (DEVICE TX) and a device receiver (DEVICE RX). The method of operating the storage device may include a plurality of steps ( S710 to S740 ). 7 may be described later with reference to FIGS. 1 to 5 .

S710 단계에서, 도 5를 참조하여 전술된 바와 같이, 스토리지 장치(100)는 장치 수신기(DEVICE RX)를 통해 파워 모드 변경 요청(PWR_req)을 포함하는 제1 버스트(BURST 1)를 호스트(200)로부터 수신할 수 있다.In step S710 , as described above with reference to FIG. 5 , the storage device 100 transmits the first burst BURST 1 including the power mode change request PWR_req through the device receiver DEVICE RX to the host 200 . can be received from

S720 단계에서, 도 5를 참조하여 전술된 바와 같이, 스토리지 장치(100)는 장치 송신기(DEVICE RX)를 통해 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 포함하는 제2 버스트(BURST 2)를 호스트(200)에 전송할 수 있다. 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)은 파워 모드 변경 요청(PWR_req)에 대응되고, 상태 정보, 파워 모드의 종류, 속도 기어 또는 속도 시리즈를 포함할 수 있다. 상태 정보는 파워 모드의 변경이 가능한지 여부에 대한 정보를 의미할 수 있다.In step S720 , as described above with reference to FIG. 5 , the storage device 100 transmits the second burst BURST 2 including the power mode change response PWR_cnf through the device transmitter DEVICE RX to the host 200 . can be sent to The power mode change response PWR_cnf corresponds to the power mode change request PWR_req and may include status information, a type of power mode, a speed gear, or a speed series. The state information may refer to information on whether a power mode change is possible.

S730 단계에서, 스토리지 장치(100)에 포함된 TOB 검출기(121)는 제1 버스트(BUST 1)의 종료 비트(TOB)를 검출할 수 있다. TOB 검출기(121)는 미리 정해진 비트 시퀀스를 식별함으로써 종료 비트(TOB)를 검출할 수 있다. 종료 비트(TOB)가 검출되지 않은 경우, TOB 검출기(121)는 종료 비트(TOB)가 검출될 때까지 검출 동작을 수행할 수 있고, 종료 비트(TOB)가 검출된 경우, S740 단계가 수행될 수 있다.In operation S730 , the TOB detector 121 included in the storage device 100 may detect the end bit TOB of the first burst BUST 1 . The TOB detector 121 may detect the end bit TOB by identifying a predetermined bit sequence. When the end bit TOB is not detected, the TOB detector 121 may perform a detection operation until the end bit TOB is detected, and when the end bit TOB is detected, step S740 is performed. can

S740 단계에서, 스토리지 장치(100)는 장치 송신기(DEVICE TX)를 통해 제2 버스트(BURST 2)의 종료 비트(TOB)를 전송할 수 있다. 종료 비트(TOB)를 전송한 뒤 설정 시간(Config_time)이 도과할 때까지 라인(LINE) 상에 데이터가 전송되지 않을 수 있다.In operation S740 , the storage device 100 may transmit the end bit TOB of the second burst BURST 2 through the device transmitter DEVICE TX. Data may not be transmitted on the line LINE until the set time Config_time elapses after the end bit TOB is transmitted.

S750 단계에서, 스토리지 장치(100)는 장치 송신기(DEVICE TX) 및 장치 수신기(DEVICE RX)에 대한 데이터 전송률을 조정할 수 있다. 구체적으로, 클럭 생성기(113)는 변경된 주파수를 갖는 기준 클럭 신호를 호스트(200)로부터 수신하거나, 기준 클럭 신호를 기초로 생성되는 내부 클럭 신호의 주파수를 변경함으로써, 파워 모드 변경 요청(PWR_req)에 포함된 속도 기어 또는 속도 시리즈에 대응되는 데이터 전송률을 설정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, S750 단계에서, 도 3을 참조하여 전술된 바와 같이, 오실레이터(410)가 기준 클럭 신호의 주파수를 변경하거나, 분주기(460)가 분주비를 변경함으로써 내부 클럭 신호의 주파수가 변경될 수 있다. 스토리지 장치(100)는 설정 시간(Config_time) 동안 내부 클럭 신호의 주파수를 변경할 수 있다.In operation S750 , the storage device 100 may adjust data rates for the device transmitter DEVICE TX and the device receiver DEVICE RX. Specifically, the clock generator 113 responds to the power mode change request (PWR_req) by receiving the reference clock signal having the changed frequency from the host 200 or changing the frequency of the internal clock signal generated based on the reference clock signal. You can set the data rate corresponding to the included speed gear or speed series. In some embodiments, in step S750 , as described above with reference to FIG. 3 , the frequency of the internal clock signal is increased by the oscillator 410 changing the frequency of the reference clock signal or the frequency divider 460 changing the division ratio. can be changed. The storage device 100 may change the frequency of the internal clock signal during the configuration time Config_time.

본 개시의 예시적 실시 예에 따른 스토리지 장치는, 종료 비트(TOB)를 검출함으로써 호스트로부터 버스트가 모두 수신되는 시점을 판단할 수 있다. 스토리지 장치는, 종료 비트(TOB)가 검출되면 데이터 전송률을 조정할 수 있다. 즉, 스토리지 장치는, 장치 송신기(DEVICE TX) 및 장치 수신기(DEVICE RX) 각각와 연결된 라인들에 데이터가 전송되지 않는 설정 시간(Config_time) 동안 데이터 전송률을 조정하므로, 데이터 전송률이 조정되는 동안 발생할 수 있는 전송 데이터의 에러를 방지할 수 있다.The storage device according to an exemplary embodiment of the present disclosure may determine when all bursts are received from the host by detecting the end bit TOB. The storage device may adjust the data transfer rate when the end bit TOB is detected. That is, the storage device adjusts the data rate for a set time (Config_time) in which data is not transmitted to the lines connected to each of the device transmitter (DEVICE TX) and the device receiver (DEVICE RX), which may occur while the data rate is adjusted. Errors in transmission data can be prevented.

또한, 하나의 클럭 생성기(113)를 사용하여 장치 송신기(DEVICE TX) 및 장치 수신기(DEVICE RX) 모두 대한 데이터 전송률을 조정할 수 있으므로, 장치 송신기(DEVICE TX) 및 장치 수신기(DEVICE RX) 각각에 대해 클럭 생성기를 구비하는 경우와 비교할 때 스토리지 시스템의 사이즈가 감소될 수 있다.In addition, one clock generator 113 can be used to adjust the data rate for both the device transmitter (DEVICE TX) and the device receiver (DEVICE RX), so that for each of the device transmitter (DEVICE TX) and the device receiver (DEVICE RX) The size of the storage system may be reduced as compared to the case in which the clock generator is provided.

도 8은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 데이터 전송률 리셋 동작을 설명하는 도면이다. 구체적으로, 도 8은, 호스트 수신기(HOST RX)와 장치 송신기(DEVICE TX)가 구성하는 레인(LANE)에서 발생하는 에러에 의하여, 스토리지 장치(100b)가 전송하는 데이터가 호스트(200b)에 도달하지 않는 경우를 가정한다. 또한, 호스트(200b)와 스토리지 장치(100b)는 데이터 전송률이 조정 또는 리셋되기 전까지 제1 데이터 전송률(DR1)로 데이터를 송/수신하는 것으로 가정한다. 데이터 전송률 리셋 동작은 복수의 단계들(S801 내지 S819)을 포함할 수 있다.8 is a diagram for explaining a data rate reset operation according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Specifically, in FIG. 8 , data transmitted by the storage device 100b reaches the host 200b due to an error occurring in a lane configured by the host receiver HOST RX and the device transmitter DEVICE TX. Assume that you do not Also, it is assumed that the host 200b and the storage device 100b transmit/receive data at the first data rate DR1 until the data rate is adjusted or reset. The data rate reset operation may include a plurality of steps S801 to S819.

S801 단계에서, 호스트(200b)는 호스트 송신기(HOST TX)를 통해 제1 파워 모드 변경 요청(PWR_req1)을 포함하는 제1 버스트(BURST 1)를 전송할 수 있다. 호스트(200b)는 제1 파워 모드 변경 요청(PWR_req1)을 전송하고, 제1 타임 아웃(timeout 1) 내에 제1 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf1)이 수신되는지 여부를 모니터링할 수 있다. S803 단계에서, 스토리지 장치(100b)는 제1 파워 모드 변경 요청(PWR_req1)에 응답하여 장치 송신기(DEVICE TX)를 통해 제1 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf1)을 포함하는 제2 버스트(BURST 2)를 전송할 수 있다. 그러나, 장치 송신기(DEVICE)를 포함하는 레인(LANE)의 에러에 의하여, 제1 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf1)은 호스트(200b)에 도달하지 못할 수 있다.In step S801 , the host 200b may transmit the first burst BURST 1 including the first power mode change request PWR_req1 through the host transmitter HOST TX. The host 200b may transmit the first power mode change request PWR_req1 and monitor whether the first power mode change response PWR_cnf1 is received within the first timeout 1 . In step S803 , the storage device 100b transmits a second burst BURST 2 including the first power mode change response PWR_cnf1 through the device transmitter DEVICE TX in response to the first power mode change request PWR_req1 can be transmitted However, due to an error in the lane LANE including the device transmitter DEVICE, the first power mode change response PWR_cnf1 may not reach the host 200b.

S885 단계에서, 호스트(200b)는 제1 타임 아웃(timeout 1) 내에 제1 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf1)이 수신되지 않으면, 호스트 송신기(HOST TX)를 통해 제2 파워 모드 변경 요청(PWR_req2)을 전송할 수 있다. 제2 파워 모드 변경 요청(PWR_req2)은 제1 버스트(BURST 1)에 포함될 수 있다. 호스트(200b)는 제2 파워 모드 변경 요청(PWR_req2)을 전송하고, 제2 타임 아웃(timeout 2) 내에 제2 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf2)이 수신되는지 여부를 모니터링할 수 있다. 제2 타임 아웃(timeout 2)의 길이는 제1 타임 아웃(time 1)의 길이와 동일하거나 상이할 수 있다. S807 단계에서, 스토리지 장치(100b)는 제2 파워 모드 변경 요청(PWR_req2)에 응답하여 장치 송신기(DEVICE TX)를 통해 제2 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf2)을 전송할 수 있다. 제2 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf2)은 제2 버스트(BURST 2)에 포함될 수 있다. 그러나, 장치 송신기(DEVICE)를 포함하는 레인(LANE)의 에러에 의하여, 제2 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf2)은 호스트(200b)에 도달하지 못할 수 있다.In step S885, if the first power mode change response PWR_cnf1 is not received within the first timeout 1, the host 200b sends a second power mode change request PWR_req2 through the host transmitter HOST TX. can be transmitted The second power mode change request PWR_req2 may be included in the first burst BURST 1 . The host 200b may transmit a second power mode change request PWR_req2 and monitor whether a second power mode change response PWR_cnf2 is received within a second timeout 2 . The length of the second time-out (timeout 2) may be the same as or different from the length of the first time-out (time 1). In operation S807 , the storage device 100b may transmit a second power mode change response PWR_cnf2 through the device transmitter DEVICE TX in response to the second power mode change request PWR_req2 . The second power mode change response PWR_cnf2 may be included in the second burst BURST 2 . However, due to an error in the lane LANE including the device transmitter DEVICE, the second power mode change response PWR_cnf2 may not reach the host 200b.

일부 실시 예들에서, S807 단계 이후, 스토리지 장치(100b)의 데이터 전송률을 조정하는 S820 단계가 수행될 수 있다. S820 단계는 복수의 단계들(S809 내지 S813)을 포함할 수 있다. S809 단계에서, 호스트(200b)는 호스트 송신기(HOST TX)를 통해 제1 버스트(BURST 1)의 종료 비트(TOB)를 전송할 수 있다. S811 단계에서, 스토리지 장치(100b)는 제1 버스트(BURST 1)의 종료 비트(TOB)를 검출하고, 장치 송신기(DEVICE TX)를 통해 제2 버스트(BURST 2)의 종료 비트(TOB)를 전송할 수 있다. 그러나, 장치 송신기(DEVICE)를 포함하는 레인(LANE)의 에러에 의하여, 제2 버스트(BURST 2)의 종료 비트(TOB)는 호스트(200b)에 도달하지 못할 수 있다. S813 단계에서, 도 7을 참조하여 전술된 바와 같이, 스토리지 장치(100b)는 제2 버스트(BURST 2)의 종료 비트(TOB)를 전송하고, 데이터 전송률을 제1 데이터 전송률(DR1)에서 제2 데이터 전송률(DR2)로 조정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, S820 단계는 생략될 수 있다.In some embodiments, after step S807, step S820 of adjusting the data transfer rate of the storage device 100b may be performed. Step S820 may include a plurality of steps S809 to S813. In step S809 , the host 200b may transmit the end bit TOB of the first burst BURST 1 through the host transmitter HOST TX. In step S811 , the storage device 100b detects the end bit TOB of the first burst BURST 1 , and transmits the end bit TOB of the second burst BURST 2 through the device transmitter DEVICE TX. can However, due to an error in the lane LANE including the device transmitter DEVICE, the end bit TOB of the second burst BURST 2 may not reach the host 200b. In step S813 , as described above with reference to FIG. 7 , the storage device 100b transmits the end bit TOB of the second burst BURST 2 , and sets the data rate from the first data rate DR1 to the second You can adjust the data rate (DR2). In some embodiments, step S820 may be omitted.

S815 단계에서, 호스트(200b)는 제2 타임 아웃(timeout 2) 내에 제2 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf2)이 수신되지 않으면, 라인 리셋 신호를 스토리지 장치(100b)에 전송할 수 있다. 라인 리셋 신호는 전용되는 리셋 신호 핀을 통해 전송될 수 있다. 라인 리셋 신호는 오작동 상황에서 인터커넥트부(110)의 물리 계층(111)의 리셋을 지시하는 신호일 수 있다. S817 단계에서, 스토리지 장치(100b)는 물리 계층(111)에 포함되는 장치 수신기(DEVICE RX) 및 장치 송신기(DEVICE TX)의 데이터 전송률을 리셋할 수 있다. 호스트(200b)는 데이터 전송률을 조정하지 않았기 때문에, 타임아웃이 발생하는 경우 호스트(200b)의 데이터 전송률은 제1 데이터 전송률(DR1)로 설정되어 있을 수 있다.In operation S815 , if the second power mode change response PWR_cnf2 is not received within a second timeout 2 , the host 200b may transmit a line reset signal to the storage device 100b. The line reset signal can be sent through a dedicated reset signal pin. The line reset signal may be a signal instructing reset of the physical layer 111 of the interconnect unit 110 in a malfunctioning situation. In operation S817 , the storage device 100b may reset data rates of the device receiver DEVICE RX and the device transmitter DEVICE TX included in the physical layer 111 . Since the host 200b does not adjust the data transfer rate, when a timeout occurs, the data transfer rate of the host 200b may be set to the first data transfer rate DR1.

일부 실시 예들에서, 스토리지 장치(100b)는 데이터 전송률을 라인 리셋 신호를 수신하기 전의 데이터 전송률, 즉 제1 데이터 전송률(DR1)로 리셋할 수 있다. 따라서, 스토리지 장치(100b)의 데이터 전송률만 리셋되더라도, 호스트(200b)와 스토리지 장치(100b)는 동일한 데이터 전송률을 사용하여 원활하게 통신할 수 있다.In some embodiments, the storage device 100b may reset the data rate to the data rate before receiving the line reset signal, that is, the first data rate DR1 . Accordingly, even if only the data transfer rate of the storage device 100b is reset, the host 200b and the storage device 100b may communicate smoothly using the same data transfer rate.

일부 실시 예들에서, 스토리지 장치(100b)는 데이터 전송률을 디폴트 데이터 전송률로 리셋할 수 있다. 디폴트 데이터 전송률은 도 4의 링크 스타트업 단계(S360)에서 미리 설정될 수 있다. 디폴트 데이터 전송률은 복수의 속도 시리즈들 각각에 포함되는 복수의 속도 기어들 중에서 선택될 수 있다. 일 예에서, 디폴트 데이터 전송률은 제1 데이터 전송률(DR1) 또는 제2 데이터 전송률(DR2)일 수 있다. 이 경우, 호스트(200b)는 S819 단계를 수행할 수 있다. S819 단계에서, 호스트(200b)는 데이터 전송률을 디폴트 데이터 전송률로 리셋할 수 있다. 즉, S819 단계가 수행됨으로써, 호스트(200b)와 스토리지 장치(100b)는 동일한 디폴트 데이터 전송률로 리셋되므로, 호스트(200b)와 스토리지 장치(100b)는 동일한 데이터 전송률을 사용하여 원활하게 통신할 수 있다.In some embodiments, the storage device 100b may reset the data transfer rate to a default data transfer rate. The default data rate may be preset in the link startup step S360 of FIG. 4 . The default data rate may be selected from among a plurality of speed gears included in each of the plurality of speed series. In one example, the default data rate may be the first data rate DR1 or the second data rate DR2. In this case, the host 200b may perform step S819. In step S819 , the host 200b may reset the data rate to a default data rate. That is, since step S819 is performed, the host 200b and the storage device 100b are reset to the same default data rate, so that the host 200b and the storage device 100b can communicate smoothly using the same data rate. .

도 9는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 데이터 전송률의 조정을 설명하는 도면이다. 구체적으로, 도 9는 링크 에러로 인하여, 장치 송신기(DEVICE TX)에서 전송되는 데이터가 호스트 수신기(HOST RX)에 도달하지 못하는 경우를 설명하기 위한 도면이다. 따라서, 도 9는 도 8을 참조하여 후술될 수 있고, 도 5를 참조하여 전술된 설명은 생략될 수 있다.9 is a diagram for explaining adjustment of a data rate according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 9 is a diagram for explaining a case in which data transmitted from the device transmitter (DEVICE TX) does not reach the host receiver (HOST RX) due to a link error. Accordingly, FIG. 9 may be described later with reference to FIG. 8 , and the above description with reference to FIG. 5 may be omitted.

도 9를 참조하면, 호스트(200b)는 고속 모드(HS mode)에서 호스트 송신기(HOST TX)를 통해 제1 데이터 전송률(DR1)로 제1 버스트(BURST 1)를 전송할 수 있다. 제1 버스트(BURST 1)는 데이터 전송률을 제2 데이터 전송률(DR2)로 변경 요청하는 제1 파워 모드 변경 요청(PWR_req1)을 포함할 수 있다. 호스트(200b)는 제1 파워 모드 변경 요청(PWR_req1)에 대응하는 제1 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf1)이 제1 타임아웃(TIMEOUT 1) 내에 도달하는지 여부를 모니터링할 수 있다. 스토리지 장치(100b)는 제1 파워 모드 변경 요청(PWR_req1)에 응답하여 제1 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf1)을 전송할 수 있으나, 링크 에러로 인하여, 제1 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf1)은 호스트 수신기(HOST RX)에 도달하지 못할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the host 200b may transmit a first burst BURST 1 at a first data rate DR1 through the host transmitter HOST TX in the HS mode. The first burst BURST 1 may include a first power mode change request PWR_req1 for requesting to change the data rate to the second data rate DR2. The host 200b may monitor whether the first power mode change response PWR_cnf1 corresponding to the first power mode change request PWR_req1 arrives within the first timeout TIMEOUT 1 . The storage device 100b may transmit the first power mode change response PWR_cnf1 in response to the first power mode change request PWR_req1, but due to a link error, the first power mode change response PWR_cnf1 may be transmitted to the host receiver ( HOST RX) may not be reached.

호스트(200b)는 제1 타임아웃(TIMEOUT 1)이 도과하면 제2 파워 모드 변경 요청(PWR_req2)을 전송할 수 있다. 제2 파워 모드 변경 요청(PWR_req2)은 제1 버스트(BURST 1) 내에 포함될 수 있다. 호스트(200b)는 제2 파워 모드 변경 요청(PWR_req2)에 대응하는 제2 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf2)이 제2 타임아웃(TIMEOUT 2) 내에 도달하는지 여부를 모니터링할 수 있다. 스토리지 장치(100b)는 제2 파워 모드 변경 요청(PWR_req2)에 응답하여 제2 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf2)을 전송할 수 있으나, 링크 에러로 인하여, 제2 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf2)은 호스트 수신기(HOST RX)에 도달하지 못할 수 있다.The host 200b may transmit a second power mode change request PWR_req2 when the first timeout TIMEOUT 1 has elapsed. The second power mode change request PWR_req2 may be included in the first burst BURST 1 . The host 200b may monitor whether the second power mode change response PWR_cnf2 corresponding to the second power mode change request PWR_req2 arrives within the second timeout TIMEOUT 2 . The storage device 100b may transmit the second power mode change response PWR_cnf2 in response to the second power mode change request PWR_req2, but due to a link error, the second power mode change response PWR_cnf2 may be transmitted to the host receiver ( HOST RX) may not be reached.

호스트(200b)는, 도 8의 S809 단계에서 전술된 바와 같이, 제1 버스트(BURST 1)의 버스트 종료 비트(TOB)를 전송할 수 있다. 스토리지 장치(100b)는, 도 8의 S811 단계에서 전술된 바와 같이, 제1 버스트(BURST 1)의 버스트 종료 비트(TOB)를 수신하고, 제2 버스트(BURST 2)의 버스트 종료 비트(TOB)를 출력할 수 있다. 스토리지 장치(100b)는 도 8의 S813 단계에서 전술된 바와 같이, 데이터 전송률을 제1 데이터 전송률(DR1)에서 제2 데이터 전송률(DR2)로 조정할 수 있다.As described above in step S809 of FIG. 8 , the host 200b may transmit the burst end bit TOB of the first burst BURST 1 . As described above in step S811 of FIG. 8 , the storage device 100b receives the burst end bit TOB of the first burst BURST 1 and the burst end bit TOB of the second burst BURST 2 . can be printed out. As described above in step S813 of FIG. 8 , the storage device 100b may adjust the data rate from the first data rate DR1 to the second data rate DR2 .

호스트(200b)는 제2 타임아웃(TIMEOUT 2)이 도과하면 라인 리셋 신호를 전송할 수 있다. 스토리지 장치(100b)는 라인 리셋 신호를 검출하고, 데이터 전송률을 리셋할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 데이터 전송률은 라인 리셋 신호를 수신하기 전의 데이터 전송률, 즉 제1 데이터 전송률(DR1)로 리셋할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 스토리지 장치(100b)는 데이터 전송률을 디폴트 데이터 전송률로 리셋할 수 있다. 디폴트 데이터 전송률은 도 4의 링크 스타트업 단계(S360)에서 미리 설정될 수 있다.The host 200b may transmit a line reset signal when the second timeout TIMEOUT 2 has elapsed. The storage device 100b may detect the line reset signal and reset the data transfer rate. In some embodiments, the data rate may be reset to the data rate prior to receiving the line reset signal, that is, the first data rate DR1. In some embodiments, the storage device 100b may reset the data transfer rate to a default data transfer rate. The default data rate may be preset in the link startup step S360 of FIG. 4 .

도 10은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 데이터 전송률의 조정을 설명하는 도면이다. 구체적으로, 도 10은 호스트(200b)가 라인 리셋 신호를 전송할 때 제2 버스트(BURST 2)가 종료되지 않은 상황을 설명하기 위한 도면이다. 도 9를 통해 전술된 내용은 생략될 수 있다.10 is a diagram for explaining adjustment of a data rate according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 10 is a diagram for explaining a situation in which the second burst BURST 2 is not terminated when the host 200b transmits a line reset signal. The contents described above with reference to FIG. 9 may be omitted.

도 10을 참조하면, 도 9와 달리, 호스트(200b)가 라인 리셋 신호를 전송할 때, 장치 송신기(DEVICE TX)가 전송하는 제2 버스트(BURST 2)는 종료되지 않을 수 있다. 즉, 제2 버스트(BURST 2)의 종료 비트(TOB)가 전송되지 않은 상태일 수 있다.Referring to FIG. 10 , unlike FIG. 9 , when the host 200b transmits a line reset signal, the second burst BURST 2 transmitted by the device transmitter DEVICE TX may not be terminated. That is, the end bit TOB of the second burst BURST 2 may not be transmitted.

따라서, 스토리지 장치(100b)는 라인 리셋 신호를 검출하고, 제2 버스트(BURST 2)의 종료 비트(TOB)를 호스트(200b)에 전송할 수 있다. 즉, 스토리지 장치(100b)는 데이터 전송률을 리셋하기 전에 제2 버스트(BURST 2)를 종료시킴으로써, 데이터 전송률이 리셋되는 동안 제2 버스트(BURST 2)에 포함될 수 있는 에러를 사전에 방지할 수 있다.Accordingly, the storage device 100b may detect the line reset signal and transmit the end bit TOB of the second burst BURST 2 to the host 200b. That is, by terminating the second burst BURST 2 before resetting the data rate, the storage device 100b may prevent an error that may be included in the second burst BURST 2 while the data rate is reset. .

도 8의 S819 단계에서 전술된 바와 같이, 호스트(200b)는 라인 리셋 신호를 전송하고, 데이터 전송률을 디폴트 데이터 전송률로 리셋할 수 있다. 디폴트 데이터 전송률은 고속 모드(HS mode)에 포함되는 속도 기어에 대응될 수 있으나, 실시 예는 이에 제한되지 않는다. 즉, 디폴트 데이터 전송률은 내부 클럭 신호를 사용하지 않는 저속 모드(LS mode)일 수도 있다.As described above in step S819 of FIG. 8 , the host 200b may transmit a line reset signal and reset the data rate to the default data rate. The default data rate may correspond to a speed gear included in the high-speed mode (HS mode), but the embodiment is not limited thereto. That is, the default data rate may be a low-speed mode (LS mode) that does not use an internal clock signal.

스토리지 장치(100b)는 제2 버스트(BURST 2)의 종료 비트(TOB)를 전송한 뒤, 데이터 전송률을 디폴트 데이터 전송률로 리셋할 수 있다. 라인 리셋 동작을 통해, 호스트(200b)와 스토리지 장치(100b)의 데이터 전송률이 디폴트 데이터 전송률로 리셋됨으로써, 호스트(200b)와 스토리지 장치(100b)는 동일한 데이터 전송률을 사용하여 원활하게 통신할 수 있다.The storage device 100b may reset the data rate to a default data rate after transmitting the end bit TOB of the second burst BURST 2 . Through the line reset operation, the data transfer rates of the host 200b and the storage device 100b are reset to the default data transfer rates, so that the host 200b and the storage device 100b can communicate smoothly using the same data transfer rate. .

도 11은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 호스트의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다. 구체적으로, 도 11은 타임아웃을 기초로 라인 리셋 신호를 출력함으로써 데이터 전송률을 리셋시키는 호스트의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다. 호스트의 동작 방법은 복수의 단계들(S1110 내지 S1180)을 포함할 수 있다. 도 11은 1 내지 도 10 중 적어도 하나를 참조하여 후술될 수 있다.11 is a flowchart illustrating a method of operating a host according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation method of a host for resetting a data rate by outputting a line reset signal based on a timeout. The method of operating the host may include a plurality of steps ( S1110 to S1180 ). 11 may be described later with reference to at least one of FIGS. 1 to 10 .

S1110 단계에서, 호스트(200b)는 파워 모드 변경 요청(PWR_req)을 포함하는 제1 버스트(BURST 1)를 전송할 수 있다. S1120 단계에서, 호스트(200b)는 스토리지 장치(100b)로부터 제2 버스트(BURST 2)에 포함되는 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)이 수신되었는지 여부를 식별할 수 있다. 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)이 수신되면 S1170 단계가 수행되고, 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)이 수신되지 않으면 S1130 단계가 수행될 수 있다.In step S1110 , the host 200b may transmit a first burst BURST 1 including the power mode change request PWR_req. In operation S1120 , the host 200b may identify whether a power mode change response PWR_cnf included in the second burst BURST 2 is received from the storage device 100b. If the power mode change response PWR_cnf is received, step S1170 may be performed, and if the power mode change response PWR_cnf is not received, step S1130 may be performed.

S1170 단계에서, 호스트(200b)는 제2 버스트(BURST 2)의 종료 비트(TOB)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 호스트(200)에 포함된 TOB 검출기(221)는 미리 결정된 비트 시퀀스를 식별함으로써 종료 비트(TOB)를 검출할 수 있다. 호스트(200b)는 종료 비트(TOB)가 검출될 때까지 반복적으로 검출 동작을 수행할 수 있고, 종료 비트(TOB)가 검출되면 S1180 단계가 수행될 수 있다.In operation S1170 , the host 200b may detect the end bit TOB of the second burst BURST 2 . For example, the TOB detector 221 included in the host 200 of FIG. 1 may detect the end bit TOB by identifying a predetermined bit sequence. The host 200b may repeatedly perform the detection operation until the end bit TOB is detected, and when the end bit TOB is detected, step S1180 may be performed.

S1180 단계에서, 호스트(200b)는 호스트 송신기(HOST TX) 및 호스트 수신기(HOST RX)에 대한 데이터 전송률을 조정할 수 있다. 예를 들어, 도면들을 통해 전술된 바와 같이, 호스트(200b)는 데이터 전송률을 제1 데이터 전송률(DR1)에서 제2 데이터 전송률(DR2)로 조정할 수 있다. 데이터 전송률은 기준 클럭 신호의 주파수를 변경하거나, 내부 클럭 신호의 주파수를 변경함으로써 조정될 수 있다.In step S1180 , the host 200b may adjust data rates for the host transmitter (HOST TX) and the host receiver (HOST RX). For example, as described above with reference to the drawings, the host 200b may adjust the data transfer rate from the first data transfer rate DR1 to the second data transfer rate DR2. The data rate can be adjusted by changing the frequency of the reference clock signal or by changing the frequency of the internal clock signal.

S1130 단계에서, 호스트(200b)는 타임아웃이 도과되었는지 여부를 판단할 수 있다. 타임아웃이 도과하지 않는 경우, S1120 단계에서, 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)이 수신될 때까지 타임아웃을 모니터링할 수 있다. 타임아웃이 도과하는 경우, S1140 단계가 수행될 수 있다.In step S1130 , the host 200b may determine whether a timeout has elapsed. If the timeout does not elapse, in step S1120 , the timeout may be monitored until a power mode change response PWR_cnf is received. When the timeout has elapsed, step S1140 may be performed.

S1140 단계에서, 호스트(200b)는 타임아웃 횟수(Timeout_count)가 기준 횟수(ref_count)에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 도 10을 참조하여 전술된 바와 같이, 기준 횟수는 2회일 수 있으나, 실시 예는 이에 제한되지 않는다. 타임아웃 횟수(Timeout_count)가 기준 횟수(ref_count)에 도달하지 않은 경우, 호스트(200b)는 S1110 단계에서, 스토리지 장치(100b)에 재차 파워 모드 변경 요청(PWR_req)을 전송할 수 있다. 타임아웃 횟수(Timeout_count)가 기준 횟수(ref_count)에 도달한 경우, S1150 단계가 수행될 수 있다.In operation S1140 , the host 200b may determine whether the timeout number Timeout_count has reached a reference number ref_count. As described above with reference to FIG. 10 , the reference number of times may be two, but the embodiment is not limited thereto. When the timeout number Timeout_count does not reach the reference number ref_count, the host 200b may transmit a power mode change request PWR_req to the storage device 100b again in step S1110 . When the timeout count Timeout_count reaches the reference count ref_count, step S1150 may be performed.

S1150 단계에서, 호스트(200b)는 리셋 신호 핀을 통해 라인 리셋 신호를 스토리지 장치(100b)로 출력할 수 있다. 라인 리셋 신호는 오작동 상황에서 도 1에 도시된 인터커넥트부(110)의 물리 계층(111)의 리셋을 지시하는 신호일 수 있다.In operation S1150 , the host 200b may output a line reset signal to the storage device 100b through a reset signal pin. The line reset signal may be a signal instructing reset of the physical layer 111 of the interconnect unit 110 shown in FIG. 1 in a malfunctioning situation.

S1160 단계에서, 호스트(200b)는 데이터 전송률을 디폴트 데이터 전송률로 리셋할 수 있다. 디폴트 데이터 전송률은 도 4의 링크 스타트업 단계(S360)에서 미리 설정될 수 있다.In step S1160 , the host 200b may reset the data rate to a default data rate. The default data rate may be preset in the link startup step S360 of FIG. 4 .

본 개시의 예시적 실시 예에 따른 호스트는, 타임아웃이 도과하면 라인 리셋 신호를 출력하고, 데이터 전송률을 리셋함으로써, 라인에서 에러가 발생하더라도 스토리지 장치와 원활히 데이터를 송/수신할 수 있다.The host according to an exemplary embodiment of the present disclosure may smoothly transmit/receive data to/from the storage device even when an error occurs in the line by outputting a line reset signal and resetting the data transfer rate when the timeout has elapsed.

도 12는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 스토리지 장치의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다. 구체적으로, 도 12는 라인 리셋 신호를 기초로 데이터 전송률을 리셋시키는 스토리지 장치의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다. 스토리지 장치의 동작 방법은 복수의 단계들(S1210 내지 S1260)을 포함할 수 있다. 도 12는 1 내지 도 10 중 적어도 하나를 참조하여 후술될 수 있다.12 is a flowchart illustrating a method of operating a storage device according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation method of a storage device for resetting a data transfer rate based on a line reset signal. The method of operating the storage device may include a plurality of steps ( S1210 to S1260 ). 12 may be described later with reference to at least one of FIGS. 1 to 10 .

S1210 단계에서, 스토리지 장치(100b)는 장치 수신기(DEVICE RX)를 통해 제1 버스트(BURST 1)에 포함되는 파워 모드 변경 요청(PWR_req)을 수신할 수 있다. S1220 단계에서, 스토리지 장치(100b)는 장치 송신기(DEVICE TX)를 통해 제2 버스트(BURST 2)에 포함되는 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 전송할 수 있다. 파워 모드 변경 요청(PWR_req)와 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 1회씩 송/수신하는 것으로 도시하였으나, 실시 예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 11을 참조하여 전술된 바와 같이, 타임아웃에 의하여 호스트(200b)로부터 복수 회의 파워 모드 변경 요청(PWR_req)이 수신될 수 있고, 이에 응답하여, 스토리지 장치(100b)는 복수 회의 파워 모드 변경 응답(PWR_cnf)을 전송할 수도 있다.In operation S1210 , the storage device 100b may receive the power mode change request PWR_req included in the first burst BURST 1 through the device receiver DEVICE RX. In operation S1220 , the storage device 100b may transmit a power mode change response PWR_cnf included in the second burst BURST 2 through the device transmitter DEVICE TX. Although it is illustrated that the power mode change request (PWR_req) and the power mode change response (PWR_cnf) are transmitted/received once at a time, the embodiment is not limited thereto. For example, as described above with reference to FIG. 11 , a power mode change request PWR_req may be received a plurality of times from the host 200b due to a timeout, and in response, the storage device 100b performs a plurality of times A power mode change response (PWR_cnf) may be transmitted.

S1230 단계에서, 스토리지 장치(100b)는 제1 버스트(BURST 1)의 종료 비트(TOB)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 장치 컨트롤러(120)에 포함되는 TOB 검출기(121)는 제1 버스트(BURST 1)의 종료 비트(TOB)를 검출할 수 있다. 종료 비트(TOB)가 검출되는 경우, S1240 단계가 수행될 수 있고, 종료 비트(TOB)가 검출되지 않는 경우, S1260 단계가 수행될 수 있다.In operation S1230 , the storage device 100b may detect the end bit TOB of the first burst BURST 1 . For example, the TOB detector 121 included in the device controller 120 of FIG. 1 may detect the end bit TOB of the first burst BURST 1 . When the end bit TOB is detected, step S1240 may be performed, and if the end bit TOB is not detected, step S1260 may be performed.

S1240 단계에서, 스토리지 장치(100b)는 제2 버스트(BURST 2)의 종료 비트(TOB)를 전송함으로써 제2 버스트(BURST 2)를 종료할 수 있다. 데이터 전송률을 조정하기 전에 버스트를 종료함으로써, 데이터 전송률이 조정되는 동안 제2 버스트(BURST 2)에 포함될 수 있는 에러를 사전에 방지할 수 있다.In operation S1240 , the storage device 100b may end the second burst BURST 2 by transmitting the end bit TOB of the second burst BURST 2 . By terminating the burst before adjusting the data rate, an error that may be included in the second burst BURST 2 while the data rate is adjusted can be prevented in advance.

S1250 단계에서, 스토리지 장치(100b)는 데이터 전송률을 조정할 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 스토리지 장치(100b)는 데이터 전송률을 제1 데이터 전송률(DR1)에서 제2 데이터 전송률(DR2)로 조정할 수 있다. 제1 데이터 전송률(DR1) 및 제2 데이터 전송률(DR2)은 내부 클럭 신호의 주파수를 기초로 결정되는 고속 모드(HS mode)의 데이터 전송률일 수 있다. 데이터 전송률은, 기준 클럭 신호의 주파수가 변경되거나, 내부 클럭 신호의 주파수가 변경됨으로써 조정될 수 있다.In operation S1250 , the storage device 100b may adjust the data transfer rate. For example, as shown in FIG. 9 , the storage device 100b may adjust the data transfer rate from the first data rate DR1 to the second data rate DR2. The first data rate DR1 and the second data rate DR2 may be data rates of a high speed mode (HS mode) determined based on a frequency of an internal clock signal. The data rate may be adjusted by changing the frequency of the reference clock signal or changing the frequency of the internal clock signal.

S1260 단계에서, 스토리지 장치(100b)는 라인 리셋 신호를 검출할 수 있다. 라인 리셋 신호가 검출되는 경우, S1270 단계가 수행되고, 라인 리셋 신호가 검출되지 않는 경우, S1230 단계가 재차 수행될 수 있다.In operation S1260 , the storage device 100b may detect a line reset signal. When the line reset signal is detected, step S1270 may be performed, and if the line reset signal is not detected, step S1230 may be performed again.

S1270 단계에서, 스토리지 장치(100b)는 데이터 전송률을 리셋할 수 있다. 구체적으로, 스토리지 장치(100b)는 데이터 전송률을, 라인 리셋 신호가 검출되기 전의 데이터 전송률로 리셋하거나, 디폴트 데이터 전송률로 리셋할 수 있다. 일부 실시 예들에서, S1250 단계에서 데이터 전송률이 제1 데이터 전송률(DR1)에서 제2 데이터 전송률(DR2)로 조정된 경우, S1270 단계에서, 스토리지 장치(100b)는 라인 리셋 신호를 기초로 데이터 전송률을 제1 데이터 전송률(DR1)로 리셋할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 디폴트 데이터 전송률은 도 4를 참조하여 전술된 링크 스타트업 단계(S360)에서 설정될 수 있다. 디폴트 데이터 전송률은 고속 모드(HS mode)에 포함되는 속도 기어에 대응될 수 있으나, 실시 예는 이에 제한되지 않는다. 즉, 디폴트 데이터 전송률은 내부 클럭 신호를 사용하지 않는 저속 모드(LS mode)일 수도 있다.In operation S1270 , the storage device 100b may reset the data transfer rate. Specifically, the storage device 100b may reset the data rate to the data rate before the line reset signal is detected, or reset the data rate to the default data rate. In some embodiments, when the data transfer rate is adjusted from the first data rate DR1 to the second data rate DR2 in operation S1250, in operation S1270, the storage device 100b sets the data transfer rate based on the line reset signal. It can be reset to the first data rate DR1. In some embodiments, the default data rate may be set in the link startup step S360 described above with reference to FIG. 4 . The default data rate may correspond to a speed gear included in the high-speed mode (HS mode), but the embodiment is not limited thereto. That is, the default data rate may be a low-speed mode (LS mode) that does not use an internal clock signal.

일부 실시 예들에서, 도 10을 참조하여 전술된 바와 같이, 라인 리셋 신호가 검출될 때 제2 버스트(BURST 2)의 종료 비트(TOB)가 전송되지 않은 상태일 수 있다. 따라서, S1270 단계에서, 스토리지 장치(100b)는 데이터 전송률을 리셋하기 전에 제2 버스트(BURST 2)의 종료 비트(TOB)를 전송함으로써 데이터 전송률이 리셋되는 동안 전송 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.In some embodiments, as described above with reference to FIG. 10 , when the line reset signal is detected, the end bit TOB of the second burst BURST 2 may not be transmitted. Accordingly, in step S1270 , the storage device 100b transmits the end bit TOB of the second burst BURST 2 before resetting the data rate, thereby preventing a transmission error from occurring while the data rate is reset. .

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 UFS 시스템(1000)에 대해 설명하기 위한 도면이다. UFS 시스템(1000)은 JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council)에서 발표하는 UFS 표준을 따르는 시스템으로서, UFS 호스트(1100), UFS 장치(1200) 및 UFS 인터페이스(1300)를 포함할 수 있다. 도면들을 통해 전술된 스토리지 시스템(10)에 대한 설명은, 도 13에 대한 이하의 설명과 상충되지 않는 범위 내에서 도 13의 UFS 시스템(1000)에도 적용될 수 있다.13 is a diagram for explaining the UFS system 1000 according to an embodiment of the present invention. The UFS system 1000 is a system conforming to the UFS standard published by the Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC), and may include a UFS host 1100 , a UFS device 1200 , and a UFS interface 1300 . The description of the storage system 10 described above with reference to the drawings may also be applied to the UFS system 1000 of FIG. 13 to the extent that it does not conflict with the description below with respect to FIG. 13 .

도 13을 참조하면, UFS 호스트(1100)와 UFS 장치(1200)는 UFS 인터페이스(1300)를 통해 상호 연결될 수 있다. 도 1의 호스트(200)가 애플리케이션 프로세서일 경우, UFS 호스트(1100)는 해당 애플리케이션 프로세서의 일부로서 구현될 수 있다. UFS 호스트 컨트롤러(1110)는 도 1의 호스트 컨트롤러(220)에 각각 대응될 수 있다. UFS 장치(1200)는 도 1의 스토리지 장치(100)에 대응될 수 있으며, UFS 장치 컨트롤러(1210) 및 비휘발성 메모리(1220)는 도 1의 장치 컨트롤러(120) 및 비휘발성 메모리(130)에 각각 대응될 수 있다.Referring to FIG. 13 , a UFS host 1100 and a UFS device 1200 may be interconnected through a UFS interface 1300 . When the host 200 of FIG. 1 is an application processor, the UFS host 1100 may be implemented as a part of the corresponding application processor. The UFS host controller 1110 may respectively correspond to the host controller 220 of FIG. 1 . The UFS device 1200 may correspond to the storage device 100 of FIG. 1 , and the UFS device controller 1210 and the non-volatile memory 1220 are connected to the device controller 120 and the non-volatile memory 130 of FIG. 1 . Each can be matched.

UFS 호스트(1100)는 UFS 호스트 컨트롤러(1110), 애플리케이션(1120), UFS 드라이버(1130), 호스트 메모리(1140) 및 UIC(UFS interconnect) 레이어(1150)를 포함할 수 있다. UFS 장치(1200)는 UFS 장치 컨트롤러(1210), 비휘발성 메모리(1220), 스토리지 인터페이스(1230), 장치 메모리(1240), UIC 레이어(1250) 및 레귤레이터(1260)를 포함할 수 있다. 비휘발성 메모리(1220)는 복수의 메모리 유닛(1221)으로 구성될 수 있으며, 이와 같은 메모리 유닛(1221)은 2D 구조 혹은 3D 구조의 V-NAND 플래시 메모리를 포함할 수 있으나, PRAM 및/또는 RRAM 등의 다른 종류의 비휘발성 메모리를 포함할 수도 있다. UFS 장치 컨트롤러(1210)와 비휘발성 메모리(1220)는 스토리지 인터페이스(1230)를 통해 서로 연결될 수 있다. 스토리지 인터페이스(1230)는 토글(Toggle) 혹은 온파이(ONFI)와 같은 표준 규약을 준수하도록 구현될 수 있다.The UFS host 1100 may include a UFS host controller 1110 , an application 1120 , a UFS driver 1130 , a host memory 1140 , and a UFS interconnect (UIC) layer 1150 . The UFS device 1200 may include a UFS device controller 1210 , a non-volatile memory 1220 , a storage interface 1230 , a device memory 1240 , a UIC layer 1250 , and a regulator 1260 . The nonvolatile memory 1220 may include a plurality of memory units 1221 , and the memory unit 1221 may include a V-NAND flash memory having a 2D structure or a 3D structure, but PRAM and/or RRAM It may include other types of non-volatile memory such as The UFS device controller 1210 and the nonvolatile memory 1220 may be connected to each other through the storage interface 1230 . The storage interface 1230 may be implemented to comply with a standard protocol such as toggle or ONFI.

애플리케이션(1120)은 UFS 장치(1200)의 기능을 이용하기 위해 UFS 장치(1200)와의 통신을 원하는 프로그램을 의미할 수 있다. 애플리케이션(1120)은 UFS 장치(1200)에 대한 입출력을 위해 입출력 요청(input-output request, IOR)을 UFS 드라이버(1130)로 전송할 수 있다. 입출력 요청(IOR)은 데이터의 독출(read) 요청, 저장(write) 요청 및/또는 소거(discard) 요청 등을 의미할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The application 1120 may mean a program that wants to communicate with the UFS device 1200 in order to use the function of the UFS device 1200 . The application 1120 may transmit an input-output request (IOR) to the UFS driver 1130 for input/output to the UFS device 1200 . The input/output request (IOR) may mean a read request, a write request, and/or a discard request of data, but is not limited thereto.

UFS 드라이버(1130)는 UFS-HCI(host controller interface)를 통해 UFS 호스트 컨트롤러(1110)를 관리할 수 있다. UFS 드라이버(1130)는 애플리케이션(1120)에 의해 생성된 입출력 요청을 UFS 표준에 의해 정의된 UFS 명령으로 변환하고, 변환된 UFS 명령을 UFS 호스트 컨트롤러(1110)로 전달할 수 있다. 하나의 입출력 요청은 복수의 UFS 명령으로 변환될 수 있다. UFS 명령은 기본적으로 SCSI 표준에 의해 정의된 명령일 수 있지만, UFS 표준 전용 명령일 수도 있다.The UFS driver 1130 may manage the UFS host controller 1110 through a UFS-HCI (host controller interface). The UFS driver 1130 may convert an input/output request generated by the application 1120 into a UFS command defined by the UFS standard, and transmit the converted UFS command to the UFS host controller 1110 . One I/O request can be converted into multiple UFS commands. A UFS command may be basically a command defined by the SCSI standard, but it may also be a command dedicated to the UFS standard.

UFS 호스트 컨트롤러(1110)는 UFS 드라이버(1130)에 의해 변환된 UFS 명령을 UIC 레이어(1150)와 UFS 인터페이스(1300)를 통해 UFS 장치(1200)의 UIC 레이어(1250)로 전송할 수 있다. 이 과정에서, UFS 호스트 컨트롤러(1110)의 UFS 호스트 레지스터(1111)는 명령 큐(command queue, CQ)로서의 역할을 수행할 수 있다. The UFS host controller 1110 may transmit the UFS command converted by the UFS driver 1130 to the UIC layer 1250 of the UFS device 1200 through the UIC layer 1150 and the UFS interface 1300 . In this process, the UFS host register 1111 of the UFS host controller 1110 may serve as a command queue (CQ).

UFS 호스트(1100) 측의 UIC 레이어(1150)는 MIPI M-PHY(1151)와 MIPI UniPro(1152)를 포함할 수 있으며, UFS 장치(1200) 측의 UIC 레이어(1250) 또한 MIPI M-PHY(1251)와 MIPI UniPro(1252)을 포함할 수 있다. The UIC layer 1150 on the UFS host 1100 side may include MIPI M-PHY 1151 and MIPI UniPro 1152 , and the UIC layer 1250 on the UFS device 1200 side also MIPI M-PHY ( 1251) and MIPI UniPro (1252).

UFS 인터페이스(1300)는 기준 클럭 신호(REF_CLK)를 전송하는 라인, UFS 장치(1200)에 대한 하드웨어 리셋 신호(RESET_n)를 전송하는 라인, 차동 입력 신호 쌍(DIN_t와 DIN_c)을 전송하는 한 쌍의 라인 및 차동 출력 신호 쌍(DOUT_t와 DOUT_c)을 전송하는 한 쌍의 라인을 포함할 수 있다.The UFS interface 1300 includes a line transmitting a reference clock signal REF_CLK, a line transmitting a hardware reset signal RESET_n for the UFS device 1200, and a pair of differential input signal pairs DIN_t and DIN_c. It may include a pair of lines for transmitting a line and a differential output signal pair (DOUT_t and DOUT_c).

UFS 호스트(1100)로부터 UFS 장치(1200)로 제공되는 기준 클럭의 주파수 값은 19.2MHz, 26MHz, 38.4MHz 및 52MHz의 네 개의 값 중 하나일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. UFS 호스트(1100)는 동작 중에도, 즉 UFS 호스트(1100)와 UFS 장치(1200) 사이에서 데이터 송수신이 수행되는 중에도 기준 클럭의 주파수 값을 변경할 수 있다. UFS 장치(1200)는 위상 동기 루프(phase-locked loop, PLL) 등을 이용하여, UFS 호스트(1100)로부터 제공받은 기준 클럭으로부터 다양한 주파수의 클럭을 생성할 수 있다. 또한, UFS 호스트(1100)는 기준 클럭의 주파수 값을 통해 UFS 호스트(1100)와 UFS 장치(1200) 간의 데이터 전송률(data rate)의 값을 설정할 수도 있다. 즉, 상기 데이터 전송률의 값은 기준 클럭의 주파수 값에 의존하여 결정될 수 있다.The frequency value of the reference clock provided from the UFS host 1100 to the UFS device 1200 may be one of four values of 19.2 MHz, 26 MHz, 38.4 MHz, and 52 MHz, but is not limited thereto. The UFS host 1100 may change the frequency value of the reference clock during operation, that is, while data transmission/reception is performed between the UFS host 1100 and the UFS device 1200 . The UFS device 1200 may generate clocks of various frequencies from the reference clock provided from the UFS host 1100 by using a phase-locked loop (PLL) or the like. Also, the UFS host 1100 may set a value of a data rate between the UFS host 1100 and the UFS device 1200 through the frequency value of the reference clock. That is, the value of the data rate may be determined depending on the frequency value of the reference clock.

UFS 인터페이스(1300)는 복수의 레인들(multiple lanes)을 지원할 수 있으며, 각 레인은 차동(differential) 쌍으로 구현될 수 있다. 예컨대, UFS 인터페이스는 하나 이상의 수신 레인(receive lane)과 하나 이상의 송신 레인(transmit lane)을 포함할 수 있다. 도 13에서, 차동 입력 신호 쌍(DIN_T와 DIN_C)을 전송하는 한 쌍의 라인은 수신 레인을, 차동 출력 신호 쌍(DOUT_T와 DOUT_C)을 전송하는 한 쌍의 라인은 송신 레인을 각각 구성할 수 있다. 도 13에서는 하나의 송신 레인과 하나의 수신 레인을 도시하였지만, 송신 레인과 수신 레인의 수는 변경될 수 있다.The UFS interface 1300 may support a plurality of lanes, and each lane may be implemented as a differential pair. For example, the UFS interface may include one or more receive lanes and one or more transmit lanes. In FIG. 13 , a pair of lines for transmitting a differential input signal pair (DIN_T and DIN_C) may constitute a receive lane, and a pair of lines for transmitting a differential output signal pair (DOUT_T and DOUT_C) may constitute a transmit lane, respectively. . 13 illustrates one transmission lane and one reception lane, the number of transmission lanes and reception lanes may be changed.

수신 레인 및 송신 레인은 직렬 통신(serial communication) 방식으로 데이터를 전송할 수 있으며, 수신 레인과 송신 레인이 분리된 구조에 의해 UFS 호스트(1100)와 UFS 장치(1200) 간의 풀 듀플렉스(full-duplex) 방식의 통신이 가능하다. 즉, UFS 장치(1200)는 수신 레인을 통해 UFS 호스트(1100)로부터 데이터를 수신받는 동안에도, 송신 레인을 통해 UFS 호스트(1100)로 데이터를 송신할 수 있다. 또한, UFS 호스트(1100)로부터 UFS 장치(1200)로의 명령과 같은 제어 데이터와, UFS 호스트(1100)가 UFS 장치(1200)의 비휘발성 메모리(1220)에 저장하고자 하거나 비휘발성 메모리(1220)로부터 독출하고자 하는 사용자 데이터는 동일한 레인을 통해 전송될 수 있다. 이에 따라, UFS 호스트(1100)와 UFS 장치(1200) 간에는 한 쌍의 수신 레인과 한 쌍의 송신 레인 외에 데이터 전송을 위한 별도의 레인이 더 구비될 필요가 없다.The reception lane and the transmission lane may transmit data in a serial communication method, and a full-duplex between the UFS host 1100 and the UFS device 1200 by a structure in which the reception and transmission lanes are separated. communication is possible. That is, the UFS device 1200 may transmit data to the UFS host 1100 through the transmission lane while receiving data from the UFS host 1100 through the reception lane. In addition, control data such as a command from the UFS host 1100 to the UFS device 1200, and the UFS host 1100 to be stored in the non-volatile memory 1220 of the UFS device 1200 or from the non-volatile memory 1220 User data to be read may be transmitted through the same lane. Accordingly, there is no need to further provide a separate lane for data transmission between the UFS host 1100 and the UFS device 1200 in addition to the pair of reception lanes and the pair of transmission lanes.

UFS 장치(1200)의 UFS 장치 컨트롤러(1210)는 UFS 장치(1200)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. UFS 장치 컨트롤러(1210)는 논리적인 데이터 저장 단위인 LU(logical unit)(1211)를 통해 비휘발성 메모리(1220)를 관리할 수 있다. LU(1211)의 개수는 8개일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. UFS 장치 컨트롤러(1210)는 플래시 변환 계층(flash translation layer, FTL)을 포함할 수 있으며, FTL의 어드레스 매핑(address mapping) 정보를 이용하여 UFS 호스트(1100)로부터 전달된 논리적인 데이터 주소, 예컨대 LBA(logical block address)를 물리적인 데이터 주소로, 예컨대 PBA(physical block address)로 변환할 수 있다. UFS 시스템(1000)에서 사용자 데이터(user data)의 저장을 위한 논리 블록(logical block)은 소정 범위의 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 논리 블록의 최소 크기는 4Kbyte로 설정될 수 있다.The UFS device controller 1210 of the UFS device 1200 may control overall operation of the UFS device 1200 . The UFS device controller 1210 may manage the nonvolatile memory 1220 through a logical unit (LU) 1211 which is a logical data storage unit. The number of LUs 1211 may be 8, but is not limited thereto. The UFS device controller 1210 may include a flash translation layer (FTL), and a logical data address transmitted from the UFS host 1100 using address mapping information of the FTL, for example, LBA. (logical block address) may be converted into a physical data address, for example, into a physical block address (PBA). A logical block for storing user data in the UFS system 1000 may have a size within a predetermined range. For example, the minimum size of the logical block may be set to 4Kbyte.

UFS 호스트(1100)로부터의 명령이 UIC 레이어(1250)를 통해 UFS 장치(1200)로 입력되면, UFS 장치 컨트롤러(1210)는 입력된 명령에 따른 동작을 수행하고, 상기 동작이 완료되면 완료 응답을 UFS 호스트(1100)로 전송할 수 있다. When a command from the UFS host 1100 is input to the UFS device 1200 through the UIC layer 1250, the UFS device controller 1210 performs an operation according to the input command, and when the operation is completed, a completion response is returned. It can be transmitted to the UFS host 1100 .

일례로서, UFS 호스트(1100)가 UFS 장치(1200)에 사용자 데이터를 저장하고자 할 경우, UFS 호스트(1100)는 데이터 저장 명령을 UFS 장치(1200)로 전송할 수 있다. 사용자 데이터를 전송받을 준비가 되었다(ready-to-transfer)는 응답을 UFS 장치(1200)로부터 수신하면, UFS 호스트(1100)는 사용자 데이터를 UFS 장치(1200)로 전송할 수 있다. UFS 장치 컨트롤러(1210)는 전송받은 사용자 데이터를 장치 메모리(1240) 내에 임시로 저장하고, FTL의 어드레스 매핑 정보에 기초하여 장치 메모리(1240)에 임시로 저장된 사용자 데이터를 비휘발성 메모리(1220)의 선택된 위치에 저장할 수 있다.As an example, when the UFS host 1100 intends to store user data in the UFS device 1200 , the UFS host 1100 may transmit a data storage command to the UFS device 1200 . When a response indicating that the user data is ready-to-transfer is received from the UFS device 1200 , the UFS host 1100 may transmit the user data to the UFS device 1200 . The UFS device controller 1210 temporarily stores the received user data in the device memory 1240 and transfers the user data temporarily stored in the device memory 1240 based on the address mapping information of the FTL to the non-volatile memory 1220 . You can save it to a location of your choice.

또 다른 예로서, UFS 호스트(1100)가 UFS 장치(1200)에 저장된 사용자 데이터를 독출하고자 할 경우, UFS 호스트(1100)는 데이터 독출 명령을 UFS 장치(1200)로 전송할 수 있다. 명령을 수신한 UFS 장치 컨트롤러(1210)는 상기 데이터 독출 명령에 기초하여 비휘발성 메모리(1220)로부터 사용자 데이터를 독출하고, 독출된 사용자 데이터를 장치 메모리(1240) 내에 임시로 저장할 수 있다. 이러한 독출 과정에서, UFS 장치 컨트롤러(1210)는 내장된 ECC(error correction code) 엔진(미도시)을 이용하여, 독출된 사용자 데이터의 에러를 검출하고 정정할 수 있다. 보다 구체적으로, ECC 엔진은 비휘발성 메모리(1220)에 기입될 기입 데이터에 대하여 패리티 비트(parity bit)들을 생성할 수 있으며, 이와 같이 생성된 패리티 비트들은 기입 데이터와 함께 비휘발성 메모리(1220) 내에 저장될 수 있다. 비휘발성 메모리(1220)로부터의 데이터 독출 시, ECC 엔진은 독출 데이터와 함께 비휘발성 메모리(1220)로부터 독출되는 패리티 비트들을 이용하여 독출 데이터의 에러를 정정하고, 에러가 정정된 독출 데이터를 출력할 수 있다.As another example, when the UFS host 1100 wants to read user data stored in the UFS device 1200 , the UFS host 1100 may transmit a data read command to the UFS device 1200 . Upon receiving the command, the UFS device controller 1210 may read user data from the nonvolatile memory 1220 based on the data read command and temporarily store the read user data in the device memory 1240 . In this reading process, the UFS device controller 1210 may detect and correct an error in the read user data using a built-in error correction code (ECC) engine (not shown). More specifically, the ECC engine may generate parity bits for write data to be written into the non-volatile memory 1220 , and the generated parity bits are stored in the non-volatile memory 1220 together with the write data. can be saved. When reading data from the non-volatile memory 1220 , the ECC engine corrects an error in the read data using parity bits read from the non-volatile memory 1220 together with the read data, and outputs the error-corrected read data. can

그리고, UFS 장치 컨트롤러(1210)는 장치 메모리(1240) 내에 임시로 저장된 사용자 데이터를 UFS 호스트(1100)로 전송할 수 있다. 아울러, UFS 장치 컨트롤러(1210)는 AES(advanced encryption standard) 엔진(미도시)을 더 포함할 수 있다. AES 엔진은, UFS 장치 컨트롤러(1210)로 입력되는 데이터에 대한 암호화(encryption) 동작과 복호화(decryption) 동작 중 적어도 하나를, 대칭 키 알고리즘(symmetric-key algorithm)을 이용하여 수행할 수 있다.In addition, the UFS device controller 1210 may transmit user data temporarily stored in the device memory 1240 to the UFS host 1100 . In addition, the UFS device controller 1210 may further include an advanced encryption standard (AES) engine (not shown). The AES engine may perform at least one of an encryption operation and a decryption operation on data input to the UFS device controller 1210 using a symmetric-key algorithm.

UFS 호스트(1100)는 명령 큐로 기능할 수 있는 UFS 호스트 레지스터(1111)에 UFS 장치(1200)로 송신될 명령들을 순서에 따라 저장하고, 상기 순서대로 UFS 장치(1200)에 명령을 송신할 수 있다. 이 때, UFS 호스트(1100)는 이전에 송신된 명령이 아직 UFS 장치(1200)에 의해 처리 중인 경우에도, 즉 이전에 송신된 명령이 UFS 장치(1200)에 의해 처리가 완료되었다는 통지를 받기 전에도 명령 큐에 대기 중인 다음 명령을 UFS 장치(1200)로 송신할 수 있으며, 이에 따라 UFS 장치(1200) 역시 이전에 송신된 명령을 처리하는 중에도 다음 명령을 UFS 호스트(1100)로부터 수신할 수 있다. 이와 같은 명령 큐에 저장될 수 있는 명령의 최대 개수(queue depth)는 예컨대 32개일 수 있다. 또한, 명령 큐는 헤드 포인터(head point)와 테일 포인터(tail pointer)를 통해 큐에 저장된 명령 열의 시작과 끝을 각각 나타내는 원형 큐(circular queue) 타입으로 구현될 수 있다.The UFS host 1100 may sequentially store commands to be transmitted to the UFS device 1200 in the UFS host register 1111, which may function as a command queue, and may transmit the commands to the UFS device 1200 in this order. . At this time, even if the previously transmitted command is still being processed by the UFS device 1200 , that is, even before the UFS host 1100 receives a notification that the processing of the previously transmitted command is completed by the UFS device 1200 . The next command waiting in the command queue may be transmitted to the UFS device 1200 , and accordingly, the UFS device 1200 may also receive the next command from the UFS host 1100 while processing the previously transmitted command. The maximum number of commands (queue depth) that can be stored in such a command queue may be, for example, 32. In addition, the command queue may be implemented as a circular queue type indicating the start and end of the command sequence stored in the queue, respectively, through a head pointer and a tail pointer.

복수의 메모리 유닛(1221) 각각은 메모리 셀 어레이(미도시)와 상기 메모리 셀 어레이의 작동을 제어하는 제어 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 메모리 셀 어레이는 2차원 메모리 셀 어레이 또는 3차원 메모리 셀 어레이를 포함할 수 있다. 메모리 셀 어레이는 복수의 메모리 셀을 포함하며, 각각의 메모리 셀은 1비트의 정보를 저장하는 셀(single level cell, SLC)일 수도 있지만, MLC(multi level cell), TLC(triple level cell), QLC(quadruple level cell)와 같이 2비트 이상의 정보를 저장하는 셀일 수도 있다. 3차원 메모리 셀 어레이는 적어도 하나의 메모리 셀이 다른 메모리 셀의 위에 위치하도록 수직으로 배향되는(vertically oriented) 수직 NAND 스트링을 포함할 수 있다.Each of the plurality of memory units 1221 may include a memory cell array (not shown) and a control circuit (not shown) for controlling an operation of the memory cell array. The memory cell array may include a two-dimensional memory cell array or a three-dimensional memory cell array. The memory cell array includes a plurality of memory cells, and each memory cell may be a cell (single level cell, SLC) storing one bit of information, but a multi level cell (MLC), a triple level cell (TLC), It may be a cell that stores information of 2 bits or more, such as a quadruple level cell (QLC). The three-dimensional memory cell array may include vertical NAND strings that are vertically oriented such that at least one memory cell is positioned on top of another memory cell.

UFS 장치(1200)에는 전원 전압으로서 VCC, VCCQ, VCCQ2 등이 입력될 수 있다. VCC는 UFS 장치(1200)를 위한 주 전원 전압으로서, 2.4~3.6V의 값을 가질 수 있다. VCCQ는 낮은 범위의 전압을 공급하기 위한 전원 전압으로서, 주로 UFS 장치 컨트롤러(1210)를 위한 것이며. 1.14~1.26V의 값을 가질 수 있다. VCCQ2는 VCC보다는 낮지만 VCCQ보다는 높은 범위의 전압을 공급하기 위한 전원 전압으로서, 주로 MIPI M-PHY(1251)와 같은 입출력 인터페이스를 위한 것이며, 1.7~1.95V의 값을 가질 수 있다. 상기 전원 전압들은 레귤레이터(1260)를 거쳐 UFS 장치(1200)의 각 구성 요소들을 위해 공급될 수 있다. 레귤레이터(1260)는 전술한 전원 전압들 중 서로 다른 것에 각각 연결되는 단위 레귤레이터의 집합으로 구현될 수 있다.VCC, VCCQ, VCCQ2, etc. may be input to the UFS device 1200 as a power voltage. VCC is a main power voltage for the UFS device 1200 and may have a value of 2.4 to 3.6V. VCCQ is a power supply voltage for supplying a low-range voltage, mainly for the UFS device controller 1210 . It can have a value of 1.14 to 1.26V. VCCQ2 is a power supply voltage for supplying a voltage lower than VCC but higher than VCCQ, mainly for an input/output interface such as the MIPI M-PHY 1251, and may have a value of 1.7 to 1.95V. The power voltages may be supplied for each component of the UFS device 1200 through the regulator 1260 . The regulator 1260 may be implemented as a set of unit regulators respectively connected to different ones of the above-described power voltages.

도 14a 내지 14c는 UFS 카드의 폼 팩터에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 13을 참조하여 설명된 UFS 장치(1200)가 UFS 카드(2000) 형태로 구현된 경우, UFS 카드(2000)의 외형은 도 14a 내지 14c에 도시된 바를 따를 수 있다.14A to 14C are diagrams for explaining a form factor of a UFS card. When the UFS device 1200 described with reference to FIG. 13 is implemented in the form of the UFS card 2000, the appearance of the UFS card 2000 may be as shown in FIGS. 14A to 14C.

도 14a는 UFS 카드(2000)의 평면도(top view)를 예시적으로 보여주고 있다. 도 14a를 참조하면, UFS 카드(2000)는 전체적으로 상어(shark) 형상의 디자인을 따르고 있다는 것을 확인할 수 있다. 도 14a와 관련하여, UFS 카드(2000)는 예시적으로 아래의 표 1에 기재된 바와 같은 치수(dimension) 값을 가질 수 있다.14A exemplarily shows a top view of the UFS card 2000 . Referring to FIG. 14A , it can be seen that the UFS card 2000 follows a shark-shaped design as a whole. Referring to FIG. 14A , the UFS card 2000 may have dimension values as exemplarily shown in Table 1 below.

항목Item 치수 (mm)Dimensions (mm) T1T1 9.709.70 T2T2 15.0015.00 T3T3 11.0011.00 T4T4 9.709.70 T5T5 5.155.15 T6T6 0.250.25 T7T7 0.600.60 T8T8 0.750.75 T9T9 R0.80R0.80

도 26b는 UFS 카드(2000)의 측면도(side view)를 예시적으로 보여주고 있다. 도 26b와 관련하여, UFS 카드(2000)는 예시적으로 아래의 표 2에 기재된 바와 같은 치수(dimension) 값을 가질 수 있다. 26B exemplarily shows a side view of the UFS card 2000 . Referring to FIG. 26B , the UFS card 2000 may have dimension values as exemplarily shown in Table 2 below.

항목Item 치수 (mm)Dimensions (mm) S1S1 0.74±0.060.74±0.06 S2S2 0.300.30 S3S3 0.520.52 S4S4 1.201.20 S5S5 1.051.05 S6S6 1.001.00

도 26c는 UFS 카드(2000)의 저면도(bottom view)를 예시적으로 보여주고 있다. 도 26c를 참조하면, UFS 카드(2000)의 저면에는 UFS 슬롯과의 전기적 접촉을 위한 복수 개의 핀(pin)이 형성될 수 있으며, 각 핀의 기능에 대해서는 후술한다. UFS 카드(2000)의 상면과 저면 간의 대칭성에 의거하여, 도 26a 및 표 1을 참조하여 설명된 치수에 관한 정보 중 일부(예컨대, T1 내지 T5 및 T9)는 도 26c에 도시된 바와 같은 UFS 카드(2000)의 저면도에도 적용될 수 있다.UFS 카드(2000)의 저면에는 UFS 호스트와의 전기적 연결을 위해 복수의 핀이형성될 수 있으며, 도 26c에 의하면 핀의 개수는 총 12개일 수 있다. 각 핀은 직사각형 형상을 가질 수 있으며, 핀에 대응되는 신호명(signal name)은 도 26c에 표시된 바와 같다. 각 핀에 대한 개략적인 정보에 대해서는 아래의 표 3을 참조할 수 있다.26C exemplarily shows a bottom view of the UFS card 2000 . Referring to FIG. 26C , a plurality of pins for electrical contact with the UFS slot may be formed on the bottom surface of the UFS card 2000 , and the function of each pin will be described later. Based on the symmetry between the top and bottom surfaces of the UFS card 2000, some of the information regarding dimensions described with reference to FIG. 26A and Table 1 (eg, T1 to T5 and T9) is a UFS card as shown in FIG. 26C (2000). A plurality of pins may be formed on the bottom of the UFS card 2000 for electrical connection with the UFS host, and according to FIG. 26C, the total number of pins may be 12. Each pin may have a rectangular shape, and a signal name corresponding to the pin is as shown in FIG. 26C . For schematic information about each pin, you can refer to Table 3 below.

번호number 신호명signal name 설명Explanation 치수 (mm)Dimensions (mm) 1One Vssvss 그라운드(GND)Ground (GND) 3.00 × 0.72±0.053.00 × 0.72±0.05 22 DIN_CDIN_C 호스트로부터 UFS 카드(4000)로 입력되는 차동 입력 신호 (DIN_C는 negative node, DIN_T는 positive node)Differential input signal input from host to UFS card (4000) (DIN_C is negative node, DIN_T is positive node) 1.50 × 0.72±0.051.50 × 0.72±0.05 33 DIN_TDIN_T 44 Vssvss 1번과 같음same as 1 3.00 × 0.72±0.053.00 × 0.72±0.05 55 DOUT_CDOUT_C UFS 카드(4000)로부터 호스트로 출력되는 차동 출력 신호 (DOUT_C는 negative node, DOUT_T는 positive node)Differential output signal output from the UFS card (4000) to the host (DOUT_C is a negative node, DOUT_T is a positive node) 1.50 × 0.72±0.051.50 × 0.72±0.05 66 DOUT_TDOUT_T 77 Vssvss 1번과 같음same as 1 3.00 × 0.72±0.053.00 × 0.72±0.05 88 REF_CLKREF_CLK 호스트로부터 UFS 카드(4000)로 제공되는 기준 클락Reference clock provided from host to UFS card (4000) 1.50 × 0.72±0.051.50 × 0.72±0.05 99 VCCQ2VCCQ2 주로 PHY 인터페이스 혹은 컨트롤러를 위해 제공되는, Vcc에 비해 상대적으로 낮은 값을 갖는 전원 전압A supply voltage with a relatively low value relative to Vcc, mainly provided for a PHY interface or controller. 3.00 × 0.72±0.053.00 × 0.72±0.05 1010 C/D(GND)C/D (GND) 카드 검출(Card Detection)용 신호Signals for Card Detection 1.50 × 0.72±0.051.50 × 0.72±0.05 1111 Vssvss 1번과 같음same as 1 3.00 × 0.80±0.053.00 × 0.80±0.05 1212 VccVcc 주 전원 전압mains voltage

도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 메모리 시스템(3000)을 나타내는 블록도이다.15 is a block diagram illustrating a memory system 3000 according to an embodiment of the present disclosure.

도 15를 참조하면, 메모리 시스템(3000)은 메모리 장치(3200) 및 메모리 컨트롤러(3100)를 포함할 수 있다. 메모리 장치(3200)는 복수의 채널들 중 하나를 기반으로 메모리 컨트롤러(3100)와 통신하는 비휘발성 메모리 장치들 중 하나에 대응할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(3200)는 도 1의 비휘발성 메모리(130)에 대응할 수 있고, 메모리 컨트롤러(3100)는 도 1의 장치 컨트롤러(120)에 대응할 수 있다.Referring to FIG. 15 , a memory system 3000 may include a memory device 3200 and a memory controller 3100 . The memory device 3200 may correspond to one of the nonvolatile memory devices communicating with the memory controller 3100 based on one of a plurality of channels. For example, the memory device 3200 may correspond to the nonvolatile memory 130 of FIG. 1 , and the memory controller 3100 may correspond to the device controller 120 of FIG. 1 .

메모리 장치(3200)는 제1 내지 제8 핀들(P11~P18), 메모리 인터페이스 회로(3210), 제어 로직 회로(3220), 및 메모리 셀 어레이(3230)를 포함할 수 있다. 메모리 인터페이스 회로(3210)는 제1 핀(P11)을 통해 메모리 컨트롤러(3100)로부터 칩 인에이블 신호(nCE)를 수신할 수 있다. 메모리 인터페이스 회로(3210)는 칩 인에이블 신호(nCE)에 따라 제2 내지 제8 핀들(P12~P18)을 통해 메모리 컨트롤러(3100)와 신호들을 송수신할 수 있다. 예를 들어, 칩 인에이블 신호(nCE)가 인에이블 상태(예를 들어, 로우 레벨)인 경우, 메모리 인터페이스 회로(3310)는 제2 내지 제8 핀들(P12~P18)을 통해 메모리 컨트롤러(3100)와 신호들을 송수신할 수 있다. The memory device 3200 may include first to eighth pins P11 to P18 , a memory interface circuit 3210 , a control logic circuit 3220 , and a memory cell array 3230 . The memory interface circuit 3210 may receive the chip enable signal nCE from the memory controller 3100 through the first pin P11 . The memory interface circuit 3210 may transmit/receive signals to and from the memory controller 3100 through the second to eighth pins P12 to P18 according to the chip enable signal nCE. For example, when the chip enable signal nCE is in an enable state (eg, a low level), the memory interface circuit 3310 is configured to operate the memory controller 3100 through the second to eighth pins P12 to P18. ) and can transmit and receive signals.

메모리 인터페이스 회로(3210)는 제2 내지 제4 핀들(P12~P14)을 통해 메모리 컨트롤러(3100)로부터 커맨드 래치 인에이블 신호(CLE), 어드레스 래치 인에이블 신호(ALE), 및 쓰기 인에이블 신호(nWE)를 수신할 수 있다. 메모리 인터페이스 회로(3210)는 제7 핀(P17)을 통해 메모리 컨트롤러(3100)로부터 데이터 신호(DQ)를 수신하거나, 메모리 컨트롤러(3100)로 데이터 신호(DQ)를 전송할 수 있다. 데이터 신호(DQ)를 통해 커맨드(CMD), 어드레스(ADDR), 및 데이터(DATA)가 전달될 수 있다. 예를 들어, 데이터 신호(DQ)는 복수의 데이터 신호 라인들을 통해 전달될 수 있다. 이 경우, 제7 핀(P17)은 복수의 데이터 신호들에 대응하는 복수개의 핀들을 포함할 수 있다.The memory interface circuit 3210 receives a command latch enable signal CLE, an address latch enable signal ALE, and a write enable signal from the memory controller 3100 through the second to fourth pins P12 to P14. nWE) can be received. The memory interface circuit 3210 may receive the data signal DQ from the memory controller 3100 through the seventh pin P17 or transmit the data signal DQ to the memory controller 3100 . A command CMD, an address ADDR, and data DATA may be transmitted through the data signal DQ. For example, the data signal DQ may be transmitted through a plurality of data signal lines. In this case, the seventh pin P17 may include a plurality of pins corresponding to a plurality of data signals.

메모리 인터페이스 회로(3210)는 쓰기 인에이블 신호(nWE)의 토글 타이밍들에 기초하여 커맨드 래치 인에이블 신호(CLE)의 인에이블 구간(예를 들어, 하이 레벨 상태)에서 수신되는 데이터 신호(DQ)로부터 커맨드(CMD)를 획득할 수 있다. 메모리 인터페이스 회로(3210)는 쓰기 인에이블 신호(nWE)의 토글 타이밍들에 기초하여 어드레스 래치 인에이블 신호(ALE)의 인에이블 구간(예를 들어, 하이 레벨 상태)에서 수신되는 데이터 신호(DQ)로부터 어드레스(ADDR)를 획득할 수 있다.The memory interface circuit 3210 receives the data signal DQ received in the enable period (eg, high level state) of the command latch enable signal CLE based on the toggle timings of the write enable signal nWE. A command (CMD) can be obtained from The memory interface circuit 3210 receives the data signal DQ received in the enable period (eg, high level state) of the address latch enable signal ALE based on the toggle timings of the write enable signal nWE. The address ADDR can be obtained from

예시적인 실시 예에서, 쓰기 인에이블 신호(nWE)는 고정된(static) 상태(예를 들어, 하이(high) 레벨 또는 로우(low) 레벨)를 유지하다가 하이 레벨과 로우 레벨 사이에서 토글할 수 있다. 예를 들어, 쓰기 인에이블 신호(nWE)는 커맨드(CMD) 또는 어드레스(ADDR)가 전송되는 구간에서 토글할 수 있다. 이에 따라, 메모리 인터페이스 회로(3210)는 쓰기 인에이블 신호(nWE)의 토글 타이밍들에 기초하여 커맨드(CMD) 또는 어드레스(ADDR)를 획득할 수 있다.In an exemplary embodiment, the write enable signal nWE may be toggled between a high level and a low level while maintaining a static state (eg, a high level or a low level). have. For example, the write enable signal nWE may be toggled in a period in which the command CMD or the address ADDR is transmitted. Accordingly, the memory interface circuit 3210 may acquire the command CMD or the address ADDR based on the toggle timings of the write enable signal nWE.

메모리 인터페이스 회로(3210)는 제5 핀(P15)을 통해 메모리 컨트롤러(3100)로부터 읽기 인에이블 신호(nRE)를 수신할 수 있다. 메모리 인터페이스 회로(3210)는 제6 핀(P16)을 통해 메모리 컨트롤러(3100)로부터 데이터 스트로브 신호(DQS)를 수신하거나, 메모리 컨트롤러(3100)로 데이터 스트로브 신호(DQS)를 전송할 수 있다.The memory interface circuit 3210 may receive the read enable signal nRE from the memory controller 3100 through the fifth pin P15 . The memory interface circuit 3210 may receive the data strobe signal DQS from the memory controller 3100 through the sixth pin P16 or transmit the data strobe signal DQS to the memory controller 3100 .

메모리 장치(3200)의 데이터(DATA) 출력 동작에서, 메모리 인터페이스 회로(3210)는 데이터(DATA)를 출력하기 전에 제5 핀(P15)을 통해 토글하는 읽기 인에이블 신호(nRE)를 수신할 수 있다. 메모리 인터페이스 회로(3210)는 읽기 인에이블 신호(nRE)의 토글링에 기초하여 토글하는 데이터 스트로브 신호(DQS)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 메모리 인터페이스 회로(3210)는 읽기 인에이블 신호(nRE)의 토글링 시작 시간을 기준으로 미리 정해진 딜레이(예를 들어, tDQSRE) 이후에 토글하기 시작하는 데이터 스트로브 신호(DQS)를 생성할 수 있다. 메모리 인터페이스 회로(310)는 데이터 스트로브 신호(DQS)의 토글 타이밍에 기초하여 데이터(DATA)를 포함하는 데이터 신호(DQ)를 전송할 수 있다. 이에 따라, 데이터(DATA)는 데이터 스트로브 신호(DQS)의 토글 타이밍에 정렬되어 메모리 컨트롤러(3100)로 전송될 수 있다.In the data output operation of the memory device 3200 , the memory interface circuit 3210 may receive the read enable signal nRE toggling through the fifth pin P15 before outputting the data DATA. have. The memory interface circuit 3210 may generate a toggling data strobe signal DQS based on the toggling of the read enable signal nRE. For example, the memory interface circuit 3210 generates a data strobe signal DQS that starts toggling after a predetermined delay (eg, tDQSRE) based on a toggling start time of the read enable signal nRE. can do. The memory interface circuit 310 may transmit the data signal DQ including the data DATA based on the toggle timing of the data strobe signal DQS. Accordingly, the data DATA may be aligned with the toggle timing of the data strobe signal DQS and transmitted to the memory controller 3100 .

메모리 장치(3200)의 데이터(DATA) 입력 동작에서, 메모리 컨트롤러(3100)로부터 데이터(DATA)를 포함하는 데이터 신호(DQ)가 수신되는 경우, 메모리 인터페이스 회로(3210)는 메모리 컨트롤러(3100)로부터 데이터(DATA)와 함께 토글하는 데이터 스트로브 신호(DQS)를 수신할 수 있다. 메모리 인터페이스 회로(3210)는 데이터 스트로브 신호(DQS)의 토글 타이밍에 기초하여 데이터 신호(DQ)로부터 데이터(DATA)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 메모리 인터페이스 회로(3210)는 데이터 스트로브 신호(DQS)의 상승 에지 및 하강 에지에서 데이터 신호(DQ)를 샘플링함으로써 데이터(DATA)를 획득할 수 있다.In the data input operation of the memory device 3200 , when the data signal DQ including the data DATA is received from the memory controller 3100 , the memory interface circuit 3210 receives the data from the memory controller 3100 . A data strobe signal DQS toggling together with the data DATA may be received. The memory interface circuit 3210 may acquire the data DATA from the data signal DQ based on the toggle timing of the data strobe signal DQS. For example, the memory interface circuit 3210 may acquire the data DATA by sampling the data signal DQ at rising edges and falling edges of the data strobe signal DQS.

메모리 인터페이스 회로(3210)는 제8 핀(P18)을 통해 레디/비지 출력 신호(nR/B)를 메모리 컨트롤러(3100)로 전송할 수 있다. 메모리 인터페이스 회로(3210)는 레디/비지 출력 신호(nR/B)를 통해 메모리 장치(3200)의 상태 정보를 메모리 컨트롤러(3100)로 전송할 수 있다. 메모리 장치(3200)가 비지 상태인 경우(즉, 메모리 장치(3200) 내부 동작들이 수행 중인 경우), 메모리 인터페이스 회로(3210)는 비지 상태를 나타내는 레디/비지 출력 신호(nR/B)를 메모리 컨트롤러(3100)로 전송할 수 있다. 메모리 장치(3200)가 레디 상태인 경우(즉, 메모리 장치(3200) 내부 동작들이 수행되지 않거나 완료된 경우), 메모리 인터페이스 회로(3210)는 레디 상태를 나타내는 레디/비지 출력 신호(nR/B)를 메모리 컨트롤러(3100)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(3200)가 페이지 독출 명령에 응답하여 메모리 셀 어레이(3230)로부터 데이터(DATA)를 독출하는 동안, 메모리 인터페이스 회로(3210)는 비지 상태(예를 들어, 로우 레벨)를 나타내는 레디/비지 출력 신호(nR/B)를 메모리 컨트롤러(3100)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(3200)가 프로그램 명령에 응답하여 메모리 셀 어레이(3230)로 데이터(DATA)를 프로그램하는 동안, 메모리 인터페이스 회로(3210)는 비지 상태를 나타내는 레디/비지 출력 신호(nR/B)를 메모리 컨트롤러(3100)로 전송할 수 있다.The memory interface circuit 3210 may transmit the ready/busy output signal nR/B to the memory controller 3100 through the eighth pin P18 . The memory interface circuit 3210 may transmit state information of the memory device 3200 to the memory controller 3100 through the ready/busy output signal nR/B. When the memory device 3200 is in a busy state (that is, when internal operations of the memory device 3200 are being performed), the memory interface circuit 3210 transmits a ready/busy output signal nR/B indicating the busy state to the memory controller It can be transmitted to (3100). When the memory device 3200 is in the ready state (that is, when internal operations of the memory device 3200 are not performed or completed), the memory interface circuit 3210 outputs a ready/busy output signal nR/B indicating the ready state. may be transmitted to the memory controller 3100 . For example, while the memory device 3200 reads data DATA from the memory cell array 3230 in response to a page read command, the memory interface circuit 3210 may be in a busy state (eg, a low level). A ready/busy output signal nR/B indicating nR/B may be transmitted to the memory controller 3100 . For example, while the memory device 3200 programs data DATA into the memory cell array 3230 in response to a program command, the memory interface circuit 3210 provides a ready/busy output signal nR/ B) may be transmitted to the memory controller 3100 .

제어 로직 회로(3220)는 메모리 장치(3200)의 각종 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 제어 로직 회로(3220)는 메모리 인터페이스 회로(3210)로부터 획득된 커맨드/어드레스(CMD/ADDR)를 수신할 수 있다. 제어 로직 회로(3220)는 수신된 커맨드/어드레스(CMD/ADDR)에 따라 메모리 장치(3200)의 다른 구성 요소들을 제어하기 위한 제어 신호들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 로직 회로(3220)는 메모리 셀 어레이(3230)에 데이터(DATA)를 프로그램하거나, 또는 메모리 셀 어레이(3230)로부터 데이터(DATA)를 독출하기 위한 각종 제어 신호들을 생성할 수 있다.The control logic circuit 3220 may generally control various operations of the memory device 3200 . The control logic circuit 3220 may receive the command/address CMD/ADDR obtained from the memory interface circuit 3210 . The control logic circuit 3220 may generate control signals for controlling other components of the memory device 3200 according to the received command/address CMD/ADDR. For example, the control logic circuit 3220 may generate various control signals for programming data DATA in the memory cell array 3230 or reading data DATA from the memory cell array 3230 . .

메모리 셀 어레이(3230)는 제어 로직 회로(3220)의 제어에 따라 메모리 인터페이스 회로(3210)로부터 획득된 데이터(DATA)를 저장할 수 있다. 메모리 셀 어레이(3230)는 제어 로직 회로(3220)의 제어에 따라 저장된 데이터(DATA)를 메모리 인터페이스 회로(3210)로 출력할 수 있다.The memory cell array 3230 may store data DATA obtained from the memory interface circuit 3210 under the control of the control logic circuit 3220 . The memory cell array 3230 may output the stored data DATA to the memory interface circuit 3210 under the control of the control logic circuit 3220 .

메모리 셀 어레이(3230)는 복수의 메모리 셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 메모리 셀들은 플래시 메모리 셀들일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 메모리 셀들은 RRAM(Resistive Random Access Memory) 셀, FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 셀, PRAM(Phase Change Random Access Memory) 셀, TRAM(Thyristor Random Access Memory) 셀, MRAM(Magnetic Random Access Memory) 셀들일 수 있다. 이하에서는, 메모리 셀들이 낸드(NAND) 플래시 메모리 셀들인 실시 예를 중심으로 본 발명의 실시 예들이 설명될 것이다.The memory cell array 3230 may include a plurality of memory cells. For example, the plurality of memory cells may be flash memory cells. However, the present invention is not limited thereto, and the memory cells include a resistive random access memory (RRAM) cell, a ferroelectric random access memory (FRAM) cell, a phase change random access memory (PRAM) cell, a thyristor random access memory (TRAM) cell, They may be Magnetic Random Access Memory (MRAM) cells. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described focusing on an embodiment in which the memory cells are NAND flash memory cells.

메모리 컨트롤러(3100)는 제1 내지 제8 핀들(P21~P28), 및 컨트롤러 인터페이스 회로(3110)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제8 핀들(P21~P28)은 메모리 장치(3200)의 제1 내지 제8 핀들(P11~P18)에 대응할 수 있다. 컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 제1 핀(P21)을 통해 메모리 장치(3200)로 칩 인에이블 신호(nCE)를 전송할 수 있다. 컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 칩 인에이블 신호(nCE)를 통해 선택한 메모리 장치(3200)와 제2 내지 제8 핀들(P22~P28)을 통해 신호들을 송수신할 수 있다.The memory controller 3100 may include first to eighth pins P21 to P28 and a controller interface circuit 3110 . The first to eighth pins P21 to P28 may correspond to the first to eighth pins P11 to P18 of the memory device 3200 . The controller interface circuit 3110 may transmit the chip enable signal nCE to the memory device 3200 through the first pin P21 . The controller interface circuit 3110 may transmit/receive signals to and from the memory device 3200 selected through the chip enable signal nCE and the second to eighth pins P22 to P28.

컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 제2 내지 제4 핀들(P22~P24)을 통해 커맨드 래치 인에이블 신호(CLE), 어드레스 래치 인에이블 신호(ALE), 및 쓰기 인에이블 신호(nWE)를 메모리 장치(3200)로 전송할 수 있다. 컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 제7 핀(P27)을 통해 메모리 장치(3200)로 데이터 신호(DQ)를 전송하거나, 메모리 장치(3200)로부터 데이터 신호(DQ)를 수신할 수 있다.The controller interface circuit 3110 transmits the command latch enable signal CLE, the address latch enable signal ALE, and the write enable signal nWE to the memory device through the second to fourth pins P22 to P24. 3200) can be transmitted. The controller interface circuit 3110 may transmit the data signal DQ to the memory device 3200 or receive the data signal DQ from the memory device 3200 through the seventh pin P27 .

컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 토글하는 쓰기 인에이블 신호(nWE)와 함께 커맨드(CMD) 또는 어드레스(ADDR)를 포함하는 데이터 신호(DQ)를 메모리 장치(3200)로 전송할 수 있다. 컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 인에이블 상태를 가지는 커맨드 래치 인에이블 신호(CLE)를 전송함에 따라 커맨드(CMD)를 포함하는 데이터 신호(DQ)를 메모리 장치(3200)로 전송하고, 인에이블 상태를 가지는 어드레스 래치 인에이블 신호(ALE)를 전송함에 따라 어드레스(ADDR)를 포함하는 데이터 신호(DQ)를 메모리 장치(3200)로 전송할 수 있다.The controller interface circuit 3110 may transmit the data signal DQ including the command CMD or the address ADDR together with the toggling write enable signal nWE to the memory device 3200 . The controller interface circuit 3110 transmits the data signal DQ including the command CMD to the memory device 3200 as the command latch enable signal CLE having an enable state is transmitted, and sets the enable state to the memory device 3200 . As the branch transmits the address latch enable signal ALE, the data signal DQ including the address ADDR may be transmitted to the memory device 3200 .

컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 제5 핀(P25)을 통해 메모리 장치(3200)로 읽기 인에이블 신호(nRE)를 전송할 수 있다. 컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 제6 핀(P26)을 통해 메모리 장치(3200)로부터 데이터 스트로브 신호(DQS)를 수신하거나, 메모리 장치(3200)로 데이터 스트로브 신호(DQS)를 전송할 수 있다.The controller interface circuit 3110 may transmit the read enable signal nRE to the memory device 3200 through the fifth pin P25 . The controller interface circuit 3110 may receive the data strobe signal DQS from the memory device 3200 through the sixth pin P26 or transmit the data strobe signal DQS to the memory device 3200 .

메모리 장치(3200)의 데이터(DATA) 출력 동작에서, 컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 토글하는 읽기 인에이블 신호(nRE)를 생성하고, 읽기 인에이블 신호(nRE)를 메모리 장치(3200)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 데이터(DATA)가 출력되기 전에 고정된 상태(예를 들어, 하이 레벨 또는 로우 레벨)에서 토글 상태로 변경되는 읽기 인에이블 신호(nRE)를 생성할 수 있다. 이에 따라, 메모리 장치(3200)에서 읽기 인에이블 신호(nRE)에 기초하여 토글하는 데이터 스트로브 신호(DQS)가 생성될 수 있다. 컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 메모리 장치(3200)로부터 토글하는 데이터 스트로브 신호(DQS)와 함께 데이터(DATA)를 포함하는 데이터 신호(DQ)를 수신할 수 있다. 컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 데이터 스트로브 신호(DQS)의 토글 타이밍에 기초하여 데이터 신호(DQ)로부터 데이터(DATA)를 획득할 수 있다.In the data output operation of the memory device 3200 , the controller interface circuit 3110 may generate a toggle read enable signal nRE and transmit the read enable signal nRE to the memory device 3200 . have. For example, the controller interface circuit 3110 may generate a read enable signal nRE that is changed from a fixed state (eg, a high level or a low level) to a toggle state before the data DATA is output. have. Accordingly, the data strobe signal DQS toggling based on the read enable signal nRE in the memory device 3200 may be generated. The controller interface circuit 3110 may receive the data signal DQ including the data DATA together with the toggling data strobe signal DQS from the memory device 3200 . The controller interface circuit 3110 may acquire the data DATA from the data signal DQ based on the toggle timing of the data strobe signal DQS.

메모리 장치(3200)의 데이터(DATA) 입력 동작에서, 컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 토글하는 데이터 스트로브 신호(DQS)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 데이터(DATA)를 전송하기 전에 고정된 상태(예를 들어, 하이 레벨 또는 로우 레벨)에서 토글 상태로 변경되는 데이터 스트로브 신호(DQS)를 생성할 수 있다. 컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 데이터 스트로브 신호(DQS)의 토글 타이밍들에 기초하여 데이터(DATA)를 포함하는 데이터 신호(DQ)를 메모리 장치(3200)로 전송할 수 있다.In a data input operation of the memory device 3200 , the controller interface circuit 3110 may generate a toggle data strobe signal DQS. For example, the controller interface circuit 3110 may generate a data strobe signal DQS that is changed from a fixed state (eg, a high level or a low level) to a toggle state before transmitting the data DATA. . The controller interface circuit 3110 may transmit the data signal DQ including the data DATA to the memory device 3200 based on the toggle timings of the data strobe signal DQS.

컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 제8 핀(P28)을 통해 메모리 장치(3200)로부터 레디/비지 출력 신호(nR/B)를 수신할 수 있다. 컨트롤러 인터페이스 회로(3110)는 레디/비지 출력 신호(nR/B)에 기초하여 메모리 장치(3200)의 상태 정보를 판별할 수 있다.The controller interface circuit 3110 may receive the ready/busy output signal nR/B from the memory device 3200 through the eighth pin P28 . The controller interface circuit 3110 may determine state information of the memory device 3200 based on the ready/busy output signal nR/B.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 UFS 장치에 적용될 수 있는 3D VNAND 구조에 대해 설명하기 위한 도면이다. UFS 장치의 스토리지 모듈이 3D VNAND(Vertical NAND) 타입의 플래시 메모리로 구현될 경우, 스토리지 모듈을 구성하는 복수의 메모리 블록 각각은 도 16에 도시된 바와 같은 등가 회로로 표현될 수 있다. 도 16에 도시된 메모리 블록(BLKi)은 기판 상에 삼차원 구조로 형성되는 삼차원 메모리 블록을 나타낸다. 예를 들어, 메모리 블록(BLKi)에 포함되는 복수의 메모리 낸드 스트링들은 상기 기판과 수직한 방향으로 형성될 수 있다.16 is a diagram for explaining a 3D VNAND structure applicable to a UFS device according to an embodiment of the present invention. When the storage module of the UFS device is implemented as a 3D VNAND (Vertical NAND) type flash memory, each of a plurality of memory blocks constituting the storage module may be represented by an equivalent circuit as shown in FIG. 16 . The memory block BLKi illustrated in FIG. 16 represents a three-dimensional memory block formed on a substrate in a three-dimensional structure. For example, a plurality of memory NAND strings included in the memory block BLKi may be formed in a direction perpendicular to the substrate.

도 16을 참조하면, 메모리 블록(BLKi)은 비트 라인들(BL1, BL2, BL3)과 공통 소스 라인(CSL) 사이에 연결되는 복수의 메모리 낸드 스트링들(NS11~NS33)을 포함할 수 있다. 복수의 메모리 낸드 스트링들(NS11~NS33) 각각은 스트링 선택 트랜지스터(SST), 복수의 메모리 셀들(MC1, MC2, ..., MC8) 및 접지 선택 트랜지스터(GST)를 포함할 수 있다. 도 28에는 복수의 메모리 낸드 스트링들(NS11~NS33) 각각이 8개의 메모리 셀들(MC1, MC2, ..., MC8)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 16 , the memory block BLKi may include a plurality of memory NAND strings NS11 to NS33 connected between the bit lines BL1 , BL2 , and BL3 and the common source line CSL. Each of the plurality of memory NAND strings NS11 to NS33 may include a string select transistor SST, a plurality of memory cells MC1 , MC2 , ..., MC8 , and a ground select transistor GST. 28 , each of the plurality of memory NAND strings NS11 to NS33 includes eight memory cells MC1 , MC2 , ..., MC8 , but is not limited thereto.

스트링 선택 트랜지스터(SST)는 상응하는 스트링 선택 라인(SSL1, SSL2, SSL3)에 연결될 수 있다. 복수의 메모리 셀들(MC1, MC2, ..., MC8)은 각각 상응하는 게이트 라인(GTL1, GTL2, ..., GTL8)에 연결될 수 있다. 게이트 라인(GTL1, GTL2, ..., GTL8)은 워드 라인들에 해당할 수 있으며, 게이트 라인(GTL1, GTL2, ..., GTL8)의 일부는 더미 워드 라인에 해당할 수 있다. 접지 선택 트랜지스터(GST)는 상응하는 접지 선택 라인(GSL1, GSL2, GSL3)에 연결될 수 있다. 스트링 선택 트랜지스터(SST)는 상응하는 비트 라인(BL1, BL2, BL3)에 연결되고, 접지 선택 트랜지스터(GST)는 공통 소스 라인(CSL)에 연결될 수 있다. The string select transistor SST may be connected to the corresponding string select lines SSL1 , SSL2 , and SSL3 . The plurality of memory cells MC1 , MC2 , ..., MC8 may be respectively connected to corresponding gate lines GTL1 , GTL2 , ..., GTL8 . The gate lines GTL1, GTL2, ..., GTL8 may correspond to word lines, and some of the gate lines GTL1, GTL2, ..., GTL8 may correspond to dummy word lines. The ground select transistor GST may be connected to the corresponding ground select lines GSL1 , GSL2 , and GSL3 . The string select transistor SST may be connected to the corresponding bit lines BL1 , BL2 , and BL3 , and the ground select transistor GST may be connected to the common source line CSL.

동일 높이의 워드 라인(예를 들면, WL1)은 공통으로 연결되고, 접지 선택 라인(GSL1, GSL2, GSL3) 및 스트링 선택 라인(SSL1, SSL2, SSL3)은 각각 분리될 수 있다. 도 28에는 메모리 블록(BLK)이 여덟 개의 게이트 라인(GTL1, GTL2, ..., GTL8) 및 세 개의 비트 라인들(BL1, BL2, BL3)에 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Word lines of the same height (eg, WL1 ) may be commonly connected, and the ground selection lines GSL1 , GSL2 , and GSL3 and the string selection lines SSL1 , SSL2 , and SSL3 may be separated from each other. 28 shows that the memory block BLK is connected to eight gate lines GTL1, GTL2, ..., GTL8 and three bit lines BL1, BL2, BL3, but is not necessarily limited thereto. not.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 UFS 장치에 적용될 수 있는 B-VNAND 구조에 대해 설명하기 위한 도면이다. UFS 장치에 포함되는 비휘발성 메모리가 B-VNAND(Bonding Vertical NAND) 타입의 플래시 메모리로 구현될 경우, 비휘발성 메모리는 도 17에 도시된 구조를 가질 수 있다.17 is a diagram for explaining a B-VNAND structure applicable to a UFS device according to an embodiment of the present invention. When the nonvolatile memory included in the UFS device is implemented as a B-VNAND (Bonding Vertical NAND) type flash memory, the nonvolatile memory may have the structure shown in FIG. 17 .

도 17을 참조하면, 메모리 장치(4000)는 C2C(chip to chip) 구조일 수 있다. C2C 구조는 제1 웨이퍼 상에 셀 영역(CELL)을 포함하는 상부 칩을 제작하고, 제1 웨이퍼와 다른 제2 웨이퍼 상에 주변 회로 영역(PERI)을 포함하는 하부 칩을 제작한 후, 상기 상부 칩과 상기 하부 칩을 본딩(bonding) 방식에 의해 서로 연결하는 것을 의미할 수 있다. 일례로, 상기 본딩 방식은 상부 칩의 최상부 메탈층에 형성된 본딩 메탈과 하부 칩의 최상부 메탈층에 형성된 본딩 메탈을 서로 전기적으로 연결하는 방식을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 본딩 메탈이 구리(Cu)로 형성된 경우, 상기 본딩 방식은 Cu-Cu 본딩 방식일 수 있으며, 상기 본딩 메탈은 알루미늄 혹은 텅스텐으로도 형성될 수 있다.Referring to FIG. 17 , the memory device 4000 may have a chip to chip (C2C) structure. In the C2C structure, an upper chip including a cell region CELL is fabricated on a first wafer, a lower chip including a peripheral circuit region PERI is fabricated on a second wafer different from the first wafer, and then the upper chip It may mean connecting the chip and the lower chip to each other by a bonding method. For example, the bonding method may refer to a method of electrically connecting the bonding metal formed in the uppermost metal layer of the upper chip and the bonding metal formed in the uppermost metal layer of the lower chip to each other. For example, when the bonding metal is formed of copper (Cu), the bonding method may be a Cu-Cu bonding method, and the bonding metal may be formed of aluminum or tungsten.

메모리 장치(4000)의 주변 회로 영역(PERI)과 셀 영역(CELL) 각각은 외부 패드 본딩 영역(PA), 워드 라인 본딩 영역(WLBA), 및 비트 라인 본딩 영역(BLBA)을 포함할 수 있다.Each of the peripheral circuit area PERI and the cell area CELL of the memory device 4000 may include an external pad bonding area PA, a word line bonding area WLBA, and a bit line bonding area BLBA.

주변 회로 영역(PERI)은 제1 기판(4110), 층간 절연층(4115), 제1 기판(4110)에 형성되는 복수의 회로 소자들(4120a, 4120b, 4120c), 복수의 회로 소자들(4120a, 4120b, 4120c) 각각과 연결되는 제1 메탈층(4130a, 4130b, 4130c), 제1 메탈층(4130a, 4130b, 4130c) 상에 형성되는 제2 메탈층(4140a, 4140b, 4140c)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 메탈층(4130a, 4130b, 4130c)은 상대적으로 저항이 높은 텅스텐으로 형성될 수 있고, 제2 메탈층(4140a, 4140b, 4140c)은 상대적으로 저항이 낮은 구리로 형성될 수 있다.The peripheral circuit region PERI includes a first substrate 4110 , an interlayer insulating layer 4115 , a plurality of circuit elements 4120a , 4120b , and 4120c formed on the first substrate 4110 , and a plurality of circuit elements 4120a . , 4120b, 4120c) The first metal layer (4130a, 4130b, 4130c) connected to each, the second metal layer (4140a, 4140b, 4140c) formed on the first metal layer (4130a, 4130b, 4130c) to include can In one embodiment, the first metal layers 4130a, 4130b, and 4130c may be formed of tungsten having a relatively high resistance, and the second metal layers 4140a, 4140b, or 4140c may be formed of copper having a relatively low resistance. can

본 명세서에서는 제1 메탈층(4130a, 4130b, 4130c)과 제2 메탈층(4140a, 4140b, 4140c)만 도시 되고 설명되나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 메탈층(4140a, 4140b, 4140c) 상에 적어도 하나 이상의 메탈층이 더 형성될 수도 있다. 제2 메탈층(4140a, 4140b, 4140c)의 상부에 형성되는 하나 이상의 메탈층 중 적어도 일부는, 제2 메탈층(4140a, 4140b, 4140c)을 형성하는 구리보다 더 낮은 저항을 갖는 알루미늄 등으로 형성될 수 있다. In the present specification, only the first metal layers 4130a, 4130b, 4130c and the second metal layers 4140a, 4140b, and 4140c are shown and described, but not limited thereto, and the second metal layers 4140a, 4140b, 4140c At least one or more metal layers may be further formed. At least some of the one or more metal layers formed on the second metal layers 4140a, 4140b, and 4140c are formed of aluminum having a lower resistance than copper forming the second metal layers 4140a, 4140b, and 4140c. can be

층간 절연층(4115)은 복수의 회로 소자들(4120a, 4120b, 4120c), 제1 메탈층(4130a, 4130b, 4130c), 및 제2 메탈층(4140a, 4140b, 4140c)을 커버하도록 제1 기판(4110) 상에 배치되며, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 절연 물질을 포함할 수 있다.The interlayer insulating layer 4115 is a first substrate to cover the plurality of circuit elements 4120a, 4120b, and 4120c, the first metal layers 4130a, 4130b, and 4130c, and the second metal layers 4140a, 4140b, and 4140c. It is disposed on the 4110 and may include an insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, or the like.

워드 라인 본딩 영역(WLBA)의 제2 메탈층(4140b) 상에 하부 본딩 메탈(4171b, 4172b)이 형성될 수 있다. 워드 라인 본딩 영역(WLBA)에서, 주변 회로 영역(PERI)의 하부 본딩 메탈(4171b, 4172b)은 셀 영역(CELL)의 상부 본딩 메탈(4271b, 4272b)과 본딩 방식에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 하부 본딩 메탈(4171b, 4172b)과 상부 본딩 메탈(4271b, 4272b)은 알루미늄, 구리, 혹은 텅스텐 등으로 형성될 수 있다. Lower bonding metals 4171b and 4172b may be formed on the second metal layer 4140b of the word line bonding area WLBA. In the word line bonding area WLBA, the lower bonding metals 4171b and 4172b of the peripheral circuit area PERI may be electrically connected to the upper bonding metals 4271b and 4272b of the cell area CELL by a bonding method. , the lower bonding metals 4171b and 4172b and the upper bonding metals 4271b and 4272b may be formed of aluminum, copper, tungsten, or the like.

셀 영역(CELL)은 적어도 하나의 메모리 블록을 제공할 수 있다. 셀 영역(CELL)은 제2 기판(4210)과 공통 소스 라인(4220)을 포함할 수 있다. 제2 기판(4210) 상에는, 제2 기판(4210)의 상면에 수직하는 방향(Z축 방향)을 따라 복수의 워드 라인들(4231-4238; 4230)이 적층될 수 있다. 워드 라인들(4230)의 상부 및 하부 각각에는 스트링 선택 라인들과 접지 선택 라인이 배치될 수 있으며, 스트링 선택 라인들과 접지 선택 라인 사이에 복수의 워드 라인들(4230)이 배치될 수 있다.The cell region CELL may provide at least one memory block. The cell region CELL may include a second substrate 4210 and a common source line 4220 . A plurality of word lines 4231-4238; 4230 may be stacked on the second substrate 4210 in a direction (Z-axis direction) perpendicular to the top surface of the second substrate 4210 . String select lines and ground select lines may be disposed above and below the word lines 4230 , respectively, and a plurality of word lines 4230 may be disposed between the string select lines and the ground select line.

비트 라인 본딩 영역(BLBA)에서, 채널 구조체(CH)는 제2 기판(4210)의 상면에 수직하는 방향으로 연장되어 워드 라인들(4230), 스트링 선택 라인들, 및 접지 선택 라인을 관통할 수 있다. 채널 구조체(CH)는 데이터 저장층, 채널층, 및 매립 절연층 등을 포함할 수 있으며, 채널층은 제1 메탈층(4250c) 및 제2 메탈층(4260c)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 메탈층(4250c)은 비트 라인 컨택일 수 있고, 제2 메탈층(4260c)은 비트 라인일 수 있다. 일 실시예에서, 비트 라인(4260c)은 제2 기판(4210)의 상면에 평행한 제1 방향(Y축 방향)을 따라 연장될 수 있다. In the bit line bonding area BLBA, the channel structure CH may extend in a direction perpendicular to the top surface of the second substrate 4210 to pass through the word lines 4230 , the string selection lines, and the ground selection line. have. The channel structure CH may include a data storage layer, a channel layer, and a buried insulating layer, and the channel layer may be electrically connected to the first metal layer 4250c and the second metal layer 4260c. For example, the first metal layer 4250c may be a bit line contact, and the second metal layer 4260c may be a bit line. In an embodiment, the bit line 4260c may extend along a first direction (Y-axis direction) parallel to the top surface of the second substrate 4210 .

도 17에 도시한 일 실시예에서, 채널 구조체(CH)와 비트 라인(4260c) 등이 배치되는 영역이 비트 라인 본딩 영역(BLBA)으로 정의될 수 있다. 비트 라인(4260c)은 비트 라인 본딩 영역(BLBA)에서 주변 회로 영역(PERI)에서 페이지 버퍼(4293)를 제공하는 회로 소자들(4120c)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일례로, 비트 라인(4260c)은 주변 회로 영역(PERI)에서 상부 본딩 메탈(4271c, 4272c)과 연결되며, 상부 본딩 메탈(4271c, 4272c)은 페이지 버퍼(4293)의 회로 소자들(4120c)에 연결되는 하부 본딩 메탈(4171c, 4172c)과 연결될 수 있다.In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 17 , a region in which the channel structure CH and the bit line 4260c are disposed may be defined as the bit line bonding area BLBA. The bit line 4260c may be electrically connected to the circuit elements 4120c providing the page buffer 4293 in the peripheral circuit area PERI in the bit line bonding area BLBA. For example, the bit line 4260c is connected to the upper bonding metals 4271c and 4272c in the peripheral circuit region PERI, and the upper bonding metals 4271c and 4272c are connected to the circuit elements 4120c of the page buffer 4293. It may be connected to the lower bonding metals 4171c and 4172c to be connected.

워드 라인 본딩 영역(WLBA)에서, 워드 라인들(4230)은 제2 기판(4210)의 상면에 평행한 제2 방향(X축 방향)을 따라 연장될 수 있으며, 복수의 셀 컨택 플러그들(4241-4247; 4240)와 연결될 수 있다. 워드 라인들(4230)과 셀 컨택 플러그들(4240)은, 제2 방향을 따라 워드 라인들(4230) 중 적어도 일부가 서로 다른 길이로 연장되어 제공하는 패드들에서 서로 연결될 수 있다. 워드 라인들(4230)에 연결되는 셀 컨택 플러그들(4240)의 상부에는 제1 메탈층(4250b)과 제2 메탈층(4260b)이 차례로 연결될 수 있다. 셀 컨택 플러그들(4240)은 워드 라인 본딩 영역(WLBA)에서 셀 영역(CELL)의 상부 본딩 메탈(4271b, 4272b)과 주변 회로 영역(PERI)의 하부 본딩 메탈(4171b, 4172b)을 통해 주변 회로 영역(PERI)과 연결될 수 있다. In the word line bonding area WLBA, the word lines 4230 may extend in a second direction (X-axis direction) parallel to the top surface of the second substrate 4210 , and include a plurality of cell contact plugs 4241 . -4247; 4240). The word lines 4230 and the cell contact plugs 4240 may be connected to each other through pads provided by at least some of the word lines 4230 extending in different lengths along the second direction. A first metal layer 4250b and a second metal layer 4260b may be sequentially connected to the upper portions of the cell contact plugs 4240 connected to the word lines 4230 . The cell contact plugs 4240 are formed in the word line bonding area WLBA through the upper bonding metals 4271b and 4272b of the cell area CELL and the lower bonding metals 4171b and 4172b of the peripheral circuit area PERI through a peripheral circuit. It may be connected to the region PERI.

셀 컨택 플러그들(4240)은 주변 회로 영역(PERI)에서 로우 디코더(4294)를 제공하는 회로 소자들(4120b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 로우 디코더(4294)를 제공하는 회로 소자들(4120b)의 동작 전압은, 페이지 버퍼(4293)를 제공하는 회로 소자들(4120c)의 동작 전압과 다를 수 있다. 일례로, 페이지 버퍼(4293)를 제공하는 회로 소자들(4120c)의 동작 전압이 로우 디코더(4294)를 제공하는 회로 소자들(4120b)의 동작 전압보다 클 수 있다.The cell contact plugs 4240 may be electrically connected to the circuit elements 4120b providing the row decoder 4294 in the peripheral circuit region PERI. In an embodiment, the operating voltages of the circuit elements 4120b providing the row decoder 4294 may be different from the operating voltages of the circuit elements 4120c providing the page buffer 4293 . For example, the operating voltages of the circuit elements 4120c providing the page buffer 4293 may be greater than the operating voltages of the circuit elements 4120b providing the row decoder 4294 .

외부 패드 본딩 영역(PA)에는 공통 소스 라인 컨택 플러그(4280)가 배치될 수 있다. 공통 소스 라인 컨택 플러그(4280)는 금속, 금속 화합물, 또는 폴리실리콘 등의 도전성 물질로 형성되며, 공통 소스 라인(4220)과 전기적으로 연결될 수 있다. 공통 소스 라인 컨택 플러그(4280) 상부에는 제1 메탈층(4250a)과 제2 메탈층(4260a)이 차례로 적층될 수 있다. 일례로, 공통 소스 라인 컨택 플러그(4280), 제1 메탈층(4250a), 및 제2 메탈층(4260a)이 배치되는 영역은 외부 패드 본딩 영역(PA)으로 정의될 수 있다.A common source line contact plug 4280 may be disposed in the external pad bonding area PA. The common source line contact plug 4280 may be formed of a metal, a metal compound, or a conductive material such as polysilicon, and may be electrically connected to the common source line 4220 . A first metal layer 4250a and a second metal layer 4260a may be sequentially stacked on the common source line contact plug 4280 . For example, an area in which the common source line contact plug 4280 , the first metal layer 4250a , and the second metal layer 4260a are disposed may be defined as the external pad bonding area PA.

한편 외부 패드 본딩 영역(PA)에는 입출력 패드들(4105, 4205)이 배치될 수 있다. 도 17을 참조하면, 제1 기판(4110)의 하부에는 제1 기판(4110)의 하면을 덮는 하부 절연막(4101) 이 형성될 수 있으며, 하부 절연막(4101) 상에 제1 입출력 패드(4105)가 형성될 수 있다. 제1 입출력 패드(4105)는 제1 입출력 컨택 플러그(4103)를 통해 주변 회로 영역(PERI)에 배치되는 복수의 회로 소자들(4120a, 4120b, 4120c) 중 적어도 하나와 연결되며, 하부 절연막(4101)에 의해 제1 기판(4110)과 분리될 수 있다. 또한, 제1 입출력 컨택 플러그(4103)와 제1 기판(4110) 사이에는 측면 절연막이 배치되어 제1 입출력 컨택 플러그(4103)와 제1 기판(4110)을 전기적으로 분리할 수 있다.Meanwhile, input/output pads 4105 and 4205 may be disposed in the external pad bonding area PA. Referring to FIG. 17 , a lower insulating film 4101 covering the lower surface of the first substrate 4110 may be formed on the lower portion of the first substrate 4110 , and first input/output pads 4105 on the lower insulating film 4101 . can be formed. The first input/output pad 4105 is connected to at least one of the plurality of circuit elements 4120a, 4120b, and 4120c disposed in the peripheral circuit region PERI through the first input/output contact plug 4103 , and the lower insulating layer 4101 ) may be separated from the first substrate 4110 by the In addition, a side insulating layer may be disposed between the first input/output contact plug 4103 and the first substrate 4110 to electrically separate the first input/output contact plug 4103 from the first substrate 4110 .

도 17을 참조하면, 제2 기판(4210)의 상부에는 제2 기판(4210)의 상면을 덮는 상부 절연막(4201)이 형성될 수 있으며, 상부 절연막(4201) 상에 제2 입출력 패드(4205)가 배치될 수 있다. 제2 입출력 패드(4205)는 제2 입출력 컨택 플러그(4203)를 통해 주변 회로 영역(PERI)에 배치되는 복수의 회로 소자들(4120a, 4120b, 4120c) 중 적어도 하나와 연결될 수 있다. Referring to FIG. 17 , an upper insulating layer 4201 covering the upper surface of the second substrate 4210 may be formed on the second substrate 4210 , and second input/output pads 4205 on the upper insulating layer 4201 . can be placed. The second input/output pad 4205 may be connected to at least one of the plurality of circuit elements 4120a , 4120b , and 4120c disposed in the peripheral circuit area PERI through the second input/output contact plug 4203 .

실시예들에 따라, 제2 입출력 컨택 플러그(4203)가 배치되는 영역에는 제2 기판(4210) 및 공통 소스 라인(4220) 등이 배치되지 않을 수 있다. 또한, 제2 입출력 패드(4205)는 제3 방향(Z축 방향)에서 워드 라인들(4230)과 오버랩되지 않을 수 있다. 도 17을 참조하면, 제2 입출력 컨택 플러그(4203)는 제2 기판(4210)의 상면에 평행한 방향에서 제2 기판(4210)과 분리되며, 셀 영역(CELL)의 층간 절연층(4215)을 관통하여 제2 입출력 패드(4205)에 연결될 수 있다. In some embodiments, the second substrate 4210 and the common source line 4220 may not be disposed in the region where the second input/output contact plug 4203 is disposed. Also, the second input/output pad 4205 may not overlap the word lines 4230 in the third direction (Z-axis direction). Referring to FIG. 17 , the second input/output contact plug 4203 is separated from the second substrate 4210 in a direction parallel to the top surface of the second substrate 4210 , and an interlayer insulating layer 4215 of the cell region CELL. may be connected to the second input/output pad 4205 through the .

실시예들에 따라, 제1 입출력 패드(4105)와 제2 입출력 패드(4205)는 선택적으로 형성될 수 있다. 일례로, 메모리 장치(4000)는 제1 기판(4110)의 상부에 배치되는 제1 입출력 패드(4105)만을 포함하거나, 또는 제2 기판(4210)의 상부에 배치되는 제2 입출력 패드(4205)만을 포함할 수 있다. 또는, 메모리 장치(4000)가 제1 입출력 패드(4105)와 제2 입출력 패드(4205)를 모두 포함할 수도 있다.In some embodiments, the first input/output pad 4105 and the second input/output pad 4205 may be selectively formed. For example, the memory device 4000 includes only the first input/output pad 4105 disposed on the first substrate 4110 , or the second input/output pad 4205 disposed on the second substrate 4210 . can contain only Alternatively, the memory device 4000 may include both the first input/output pad 4105 and the second input/output pad 4205 .

셀 영역(CELL)과 주변 회로 영역(PERI) 각각에 포함되는 외부 패드 본딩 영역(PA)과 비트 라인 본딩 영역(BLBA) 각각에는 최상부 메탈층의 메탈 패턴이 더미 패턴(dummy pattern)으로 존재하거나, 최상부 메탈층이 비어있을 수 있다.In each of the external pad bonding area PA and the bit line bonding area BLBA included in each of the cell area CELL and the peripheral circuit area PERI, the metal pattern of the uppermost metal layer exists as a dummy pattern, or The uppermost metal layer may be empty.

메모리 장치(4000)는 외부 패드 본딩 영역(PA)에서, 셀 영역(CELL)의 최상부 메탈층에 형성된 상부 메탈 패턴(4272a)에 대응하여 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 셀 영역(CELL)의 상부 메탈 패턴(4272a)과 동일한 형태의 하부 메탈 패턴(4176a)을 형성할 수 있다. 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 형성된 하부 메탈 패턴(4176a)은 주변 회로 영역(PERI)에서 별도의 컨택과 연결되지 않을 수 있다. 이와 유사하게, 외부 패드 본딩 영역(PA)에서 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 형성된 하부 메탈 패턴에 대응하여 셀 영역(CELL)의 상부 메탈층에 주변 회로 영역(PERI)의 하부 메탈 패턴과 동일한 형태의 상부 메탈 패턴을 형성할 수도 있다. In the external pad bonding area PA, the memory device 4000 corresponds to the upper metal pattern 4272a formed on the uppermost metal layer of the cell area CELL in the uppermost metal layer of the peripheral circuit area PERI. ), a lower metal pattern 4176a having the same shape as the upper metal pattern 4272a may be formed. The lower metal pattern 4176a formed on the uppermost metal layer of the peripheral circuit region PERI may not be connected to a separate contact in the peripheral circuit region PERI. Similarly, the lower metal pattern of the peripheral circuit area PERI on the upper metal layer of the cell area CELL to correspond to the lower metal pattern formed on the uppermost metal layer of the peripheral circuit area PERI in the external pad bonding area PA An upper metal pattern having the same shape as the above may be formed.

워드 라인 본딩 영역(WLBA)의 제2 메탈층(4140b) 상에는 하부 본딩 메탈(4171b, 4172b)이 형성될 수 있다. 워드 라인 본딩 영역(WLBA)에서, 주변 회로 영역(PERI)의 하부 본딩 메탈(4171b, 4172b)은 셀 영역(CELL)의 상부 본딩 메탈(4271b, 4272b)과 본딩 방식에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. Lower bonding metals 4171b and 4172b may be formed on the second metal layer 4140b of the word line bonding area WLBA. In the word line bonding area WLBA, the lower bonding metals 4171b and 4172b of the peripheral circuit area PERI may be electrically connected to the upper bonding metals 4271b and 4272b of the cell area CELL by a bonding method. .

또한, 비트 라인 본딩 영역(BLBA)에서, 주변 회로 영역(PERI)의 최상부 메탈층에 형성된 하부 메탈 패턴(4152)에 대응하여 셀 영역(CELL)의 최상부 메탈층에 주변 회로 영역(PERI)의 하부 메탈 패턴(4152)과 동일한 형태의 상부 메탈 패턴(4292)을 형성할 수 있다. 셀 영역(CELL)의 최상부 메탈층에 형성된 상부 메탈 패턴(4292) 상에는 컨택을 형성하지 않을 수 있다.In addition, in the bit line bonding area BLBA, the lower part of the peripheral circuit area PERI is formed on the uppermost metal layer of the cell area CELL corresponding to the lower metal pattern 4152 formed on the uppermost metal layer of the peripheral circuit area PERI. An upper metal pattern 4292 having the same shape as the metal pattern 4152 may be formed. A contact may not be formed on the upper metal pattern 4292 formed on the uppermost metal layer of the cell region CELL.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시 예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시 예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Exemplary embodiments have been disclosed in the drawings and specification as described above. Although embodiments have been described using specific terms in the present specification, these are only used for the purpose of explaining the technical idea of the present disclosure and not used to limit the meaning or the scope of the present disclosure described in the claims . Therefore, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present disclosure should be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (10)

호스트로부터 데이터 전송률의 변경 요청을 포함하는 제1 비트 시퀀스를 입력 신호 핀을 통해 제1 데이터 전송률에 따라 수신하는 단계;
상기 변경 요청에 대한 응답을 포함하는 제2 비트 시퀀스를 출력 신호 핀을 통해 상기 제1 데이터 전송률에 따라 상기 호스트에 전송하는 단계; 및
상기 제2 비트 시퀀스의 종료를 나타내는 종료 비트의 출력 여부에 따라 데이터 전송률을 제2 데이터 전송률로 변경하는 단계를 포함하는 스토리지 장치의 동작 방법.
receiving a first bit sequence including a request for changing the data rate from the host according to the first data rate through an input signal pin;
transmitting a second bit sequence including a response to the change request to the host according to the first data rate through an output signal pin; and
and changing a data rate to a second data rate according to whether an end bit indicating an end of the second bit sequence is output.
제1항에 있어서,
상기 데이터 전송률을 상기 제2 데이터 전송률로 변경하는 단계는,
상기 호스트에 데이터를 전송하지 않는 시구간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 스토리지 장치의 동작 방법.
According to claim 1,
Changing the data rate to the second data rate comprises:
The method of operating a storage device, characterized in that it is performed during a time period during which data is not transmitted to the host.
제1항에 있어서,
상기 데이터 전송률을 상기 제2 데이터 전송률로 변경하는 단계는,
상기 데이터 전송률이 상기 제2 데이터 전송률로 변경되도록, 상기 호스트로부터 클럭 신호 핀을 통해 수신되는 기준 클럭 신호를 기초로 데이터에 동기화되는 내부 클럭 신호의 주파수를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스토리지 장치의 동작 방법.
According to claim 1,
Changing the data rate to the second data rate comprises:
and changing the frequency of an internal clock signal synchronized with data based on a reference clock signal received from the host through a clock signal pin so that the data rate is changed to the second data rate. How the device works.
제1항에 있어서,
상기 호스트로부터 라인 리셋 신호를 리셋 신호 핀을 통해 수신하는 단계; 및
상기 라인 리셋 신호의 수신에 응답하여, 상기 데이터 전송률을 제3 데이터 전송률로 변경하는 단계를 더 포함하는 스토리지 장치의 동작 방법.
According to claim 1,
receiving a line reset signal from the host through a reset signal pin; and
and changing the data rate to a third data rate in response to receiving the line reset signal.
제4항에 있어서,
상기 제3 데이터 전송률은,
상기 제1 데이터 전송률이거나, 미리 결정된 디폴트 데이터 전송률인 것을 특징으로 하는 스토리지 장치의 동작 방법.
5. The method of claim 4,
The third data rate is,
The operating method of the storage device, characterized in that the first data transfer rate or a predetermined default data transfer rate.
호스트 및 스토리지 장치를 포함하는 스토리지 시스템의 동작 방법에 있어서,
상기 호스트가, 상기 스토리지 장치에 데이터 전송률의 변경 요청을 포함하는 제1 비트 시퀀스를 제1 데이터 전송률에 따라 전송하는 단계;
상기 스토리지 장치가, 상기 호스트에 상기 변경 요청에 대응하는 응답을 포함하는 제2 비트 시퀀스를 상기 제1 데이터 전송률에 따라 전송하는 단계; 및
상기 제2 비트 시퀀스의 종료를 나타내는 종료 비트를 기초로, 상기 호스트 및 상기 스토리지 장치가 데이터 전송률을 변경하는 단계를 포함하는 스토리지 시스템의 동작 방법.
A method of operating a storage system including a host and a storage device, the method comprising:
transmitting, by the host, a first bit sequence including a data transfer rate change request to the storage device according to a first data transfer rate;
transmitting, by the storage device, a second bit sequence including a response corresponding to the change request to the host according to the first data rate; and
and changing, by the host and the storage device, a data transfer rate based on an end bit indicating an end of the second bit sequence.
제6항에 있어서,
상기 호스트 및 상기 스토리지 장치가 데이터 전송률을 변경하는 단계는,
상기 스토리지 장치가, 상기 종료 비트를 출력하였는지 여부를 기초로 데이터 전송률을 제2 데이터 전송률로 변경하는 단계; 및
상기 호스트가, 상기 종료 비트를 수신하였는지 여부를 기초로 데이터 전송률을 상기 제2 데이터 전송률로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스토리지 시스템의 동작 방법.
7. The method of claim 6,
The step of changing the data transfer rate by the host and the storage device includes:
changing, by the storage device, a data transfer rate to a second data transfer rate based on whether the end bit is output; and
and changing, by the host, the data rate to the second data rate based on whether the end bit is received.
제6항에 있어서,
상기 호스트 및 상기 스토리지 장치가 데이터 전송률을 변경하는 단계는,
상기 호스트 및 상기 스토리지 장치가 데이터를 송/수신하지 않는 시구간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 스토리지 시스템의 동작 방법.
7. The method of claim 6,
The step of changing the data transfer rate by the host and the storage device includes:
The method of operating a storage system, characterized in that the operation is performed during a time period in which the host and the storage device do not transmit/receive data.
제6항에 있어서,
상기 호스트가, 상기 변경 요청에 대응하는 응답을 수신하였는지 여부를 기초로 리셋 신호 핀을 통해 라인 리셋 신호를 출력하는 단계; 및
상기 스토리지 장치가, 상기 라인 리셋 신호에 응답하여 데이터 전송률을 제3 데이터 전송률로 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스토리지 시스템의 동작 방법.
7. The method of claim 6,
outputting, by the host, a line reset signal through a reset signal pin based on whether a response corresponding to the change request has been received; and
and changing, by the storage device, a data rate to a third data rate in response to the line reset signal.
호스트로부터 수신되는 데이터가 저장되는 비휘발성 메모리;
상기 비휘발성 메모리를 제어하는 장치 컨트롤러; 및
상기 호스트와 복수의 핀들로 연결되는 인터커넥트부를 포함하고,
상기 인터커넥트부는,
상기 호스트로부터 데이터 전송률의 변경 요청을 포함하는 제1 비트 시퀀스를 제1 데이터 전송률에 따라 수신하고, 상기 변경 요청에 대한 응답을 포함하는 제2 비트 시퀀스를 상기 제1 데이터 전송률에 따라 상기 호스트에 전송하고, 상기 제2 비트 시퀀스의 종료를 나타내는 종료 비트의 출력 여부에 따라 데이터 전송률을 제2 데이터 전송률로 변경하는 것을 특징으로 하는 스토리지 장치.
a non-volatile memory in which data received from the host is stored;
a device controller controlling the non-volatile memory; and
and an interconnect unit connected to the host through a plurality of pins;
The interconnect unit,
Receives a first bit sequence including a data rate change request from the host according to the first data rate, and transmits a second bit sequence including a response to the change request to the host according to the first data rate and changing the data rate to the second data rate according to whether an end bit indicating the end of the second bit sequence is output.
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